Поверхности напряжения

Выделившийся гель Si(OH)4 отлагается на поверхности наполнителя, затем происходит выделение воды согласно приведенной выше реакции с образованием SiO2, уплотняющей и цементирующей зерна наполнителя.

Поверхность раздела', содержащая аппрет, может равномерно передавать напряжения, если ее модуль упругости принимает значения, промежуточные между высоким модулем наполнителя и йяЗким .модулем ^матрицы [Й4]. Полимерные молекулы, адсорби1 ройанные на твёрдых частицах .наполнителя, уп'акоВаяы'р более йлетйб, чем; в Объеме материала, и степень их упорядочения умШньЧиаетея с удалением от поверхности наполнителя. Влияние частиц упрочнителя распространяется на расстояние вплоть до 1500 А, в пределах которого: .наблюдается постепенное изменение механических свойств Композита i[26]. "'..,.

Прочностные свойства полипропиленового композита, наполненного тальком, при обработке поверхности раздела такими источниками радикалов, как перекиси, в сочетании с В- или С-силанами улучшаются. Однако необходимо проведение дальнейших исследований с целью оптимизации полиолефиновых композитов с минеральными наполнителями и получения такого же эффекта упрочнения, как при использовании силановых аппретов в термопластах, армированных стекловолокном. Один из новых методов обработки поверхности наполнителя, в частности глины, оказался эффективным при сочетании сополимера на основе этилена и акриловой кислоты (EAA-93QO) с D-силаном. Марсденом~чС сотр. [14] найдено такое соотношение D-силана 'и связующего, содержащего активные функциональные группы, при котором улучшаются физические свойства полипропиленовых и найлоновых композитов, полученных литьем под давлением и упрочненных стекловолокном.

Слабая связь полимера с наполнителем в отсутствие силана проявляется при относительно низких уровнях нагружения при растяжении. Полимер отделяется от поверхности наполнителя, оставляя небольшие пустоты, что и приводит к появлению белизны; при этом объем системы увеличивается [31]. Пустоты действуют как концентраторы напряжений, вызывая разрушения в композите при более низких уровнях накопленной энергии, чем в подобных системах, содержащих аппрет на поверхности раздела.

Для изготовления композитов с полиэфирной смолой Плюдеман [37] использовал стеклянное и кремнеземное волокна, подвергнутые аппретированию водными растворами силанов в широком интервале значений рН и последующей сушке. Механические свойства полученных композитов зависели от обусловленной электрокинетическими эффектами ориентации силанов на поверхности наполнителя.

отверждении связующих. Влияние наполнителя на тепловой эффект отверждения смолы различно в зависимости от природы смолы и наполнителя. Для каждой системы смола — наполнитель уменьшение количества выделяющегося при отверждении тепла пропорционально суммарной поверхности наполнителя.

Покрытие поверхности наполнителя сополимерами метакрило-ксипропилметоксисилана с другими акриловыми мономерами способствует сохранению адгезии полистирола и акриловых полимеров к металлу и стеклу во влажной среде при температуре ниже температуры стеклования покрытия. Эластичные сополимеры этого же силана (например, с этилакрилатом) неэффективны как покрытия в присутствии воды при комнатной температуре [29].

В соответствии с ранними теориями адгезии в процессе получения композитов из гидрофильных минеральных веществ и органических полимеров необходим плотный контакт поверхности наполнителя с органической фазой. Отвержденная на поверхности смола должна противостоять различной усадке наполнителя и полимера и препятствовать прониканию воды внутрь гидрофильного наполнителя.

На механических свойствах полимерных композитов с минеральными наполнителями особенно отрицательно сказывается скопление воды на поверхности раздела. Вода может выщелачивать растворимые вещества с поверхности раздела, что вызывает коррозию наполнителя под напряжением или растрескивание смолы из-за осмотического давления; при этом смола работает как диэлектрик при электрохимической коррозии металлов. Полярные функциональные группы полимеров (аминные* гидроксильные или карбоксильные) наиболее прочно связываются с поверхностью наполнителя и эффективно препятствуют скоплению молекул воды на поверхности раздела. Полиолефины и другие неполярные полимеры почти не способны конкурировать с водой на поверхности наполнителя, хотя в массе эти полимеры наиболее стойки к растворению или химическому взаимодействию с водой. Роль силано-вых аппретов заключается не в том, что они препятствуют достижению молекулами воды границы раздела полимер — наполнитель, а в том, что они, распределяясь на поверхности наполнителя, мешают молекулам воды образовывать пленки или капли. Такое представление об адгезии полимера к наполнителю предполагает, что ухудшение адгезии всегда предшествует коррозии. Любая полимерная пленка, имеющая адгезию к минеральному наполнителю и препятствующая скоплению воды на поверхности раздела, предотвращает коррозию поверхности минерального наполнителя под действием воды.

Карбоксильные и гидроксильные группы, присутствующие в эпоксидных смолах, образуют гидролитически обратимые связи с поверхностью большинства минеральных наполнителей, и хотя эти •связи могут быть менее прочными, чем в случае силанолов, они устойчивы к воздействию влаги при условии достаточно высокой концентрации функциональных групп на поверхности раздела. В случае эпоксидных смол, отвержденных ангидридами, обеспечиваются оптимальные условия для адгезионного взаимодействия, так как при реакции ангидридов с водой, находящейся на поверхности наполнителя, достигается высокая концентрация карбоксильных групп, ориентированных по направлению к этой поверхности.

Эластичные полимеры не могут образовывать водостойкие связи с гидрофильной поверхностью по описанному выше механизму даже с участием силановых аппретов, так как силанолы в результате гидролиза удаляются с поверхности наполнителя и теряют способность к образованию новых связей (рис. 10). Вода, скапливаясь в местах, где протекает реакция гидролиза, частично растворяет полимер и наполнитель до тех пор, пока внутри капли не возникает осмотического давления, и продолжает атаковать соседние связи вплоть до полной потери адгезии.

быть только косозубой. Профили зубьев очерчены дугами окружностей, радиусы которых отличаются друг от друга на 7 — 15%. Благодаря этому при контакте выпуклого с вогнутым профилем зубьев нагрузка распределяется по большой поверхности, напряжения на площадке контакта будут меньше, чем в эвольвентом зацеплении и передаваемую нагрузку можно увеличить.

напряжения, возникающие в поверхностных слоях как на отдельных участках поверхности, так и в микрообъемах;

Абразивное электрохимическое шлифование (АЭХШ) при удачно выбранных режимах не только снижает растягивающие поверхностные напряжения (по сравнению с обычным шлифованием), но дает возможность получать на поверхности напряжения сжатия [175]. Так, при обратной полярности и применения шлифовального круга ППЗООХ25 X127 СЭШ2 К325 усталостная прочность сплава ВТЗ-1 повысилась с 294 (обычная шлифовка) до 422 МПа. Это может открыть широкие возможности для применения АЭХШ даже в качестве финишной операции. Тем не менее следует тщательно проверять возможность использования различных видов ЭХО, так как они могут привести и к отрицательным результатам [173,176].

При распространении волны амплитуда на фронте упругого предвестника понижается по экспоненциальному закону в соответствии с представленным выше анализом. За фронтом упругого предвестника напряжение и деформация монотонно возрастают до величины, соответствующей равновесному состоянию за фронтом упруго-пластической волны, при удалении волны от поверхности соударения. Вблизи поверхности соударения в начальный период распространения волны высокий уровень сопротивления сдвигу, обусловленный высокой скоростью пластического сдвига, приводит к тому, что максимальный уровень напряжений выше равновесного. Таким образом, для материала, чувствительного к скорости деформации, распространение волны связано с качественным изменением ее конфигурации: вблизи контактной поверхности напряжения ат, достигая максимальной величины за пластическим фронтом, затем снижаются до равновесной величины, на удалении от контактной поверхности — непрерывно нарастают до равновесных. Такое деформирование отчетливо видно на рис. 70.

Как видно из приведенных формул, напряжения изгиба имеют такой же порядок, как и напряжения в срединной поверхности.

а на рабочих гранях витков / (/ — номер витка, /=1, 2, ..., т) и опорной поверхности гайки возникают нормальные (к соответствующей .поверхности) напряжения p3(z, r) и q(H, r).

— Точки поверхности — Напряжения главные 28

горизонтального разъема ЦВД и ЦСД. Вследствие этого при прогреве и пуске турбины в стенках цилиндра могут возникать значительные термические напряжения, вызываемые разностью температур внутренней и наружной поверхностей корпуса. При подаче относительно горячего пара в турбину внутренние поверхности корпуса, естественно, будут нагреваться быстрее, чем наружные. Разность температур по толщине стенки зависит от толщины стенки, от скорости прогрева, от теплопроводности металла, от качества изоляции и формы деталей. Чем больше толщина стенки, тем меньше допустимая скорость прогрева корпуса цилиндров.

При прогреве цилиндра максимальные напряжения будут возникать на внутренней поверхности стенки. Поскольку корпус находится как бы в закрепленном состоянии (по фланцу горизонтального разъема), то на внутренней поверхности цилиндра будут действовать напряженчя сжатия, в то время как на наружной поверхности — напряжения растяжения.

В ходе испытаний сосуда с цельнокованым корпусом была отработана техника подготовки и проведения внутреннего тензометрирования на натурном объекте, подтверждена возможность длительной работы тензорези-сторов в среде трансформаторного масла, проверена надежность тензовводов и защитных средств от среды. Измерения на натурной конструкции с использованием разработанных защитных средств показали отсутствие влияния установки защитного колпака на показания тен-зорезисторов и напряженное состояние корпуса сосуда. Как видно из графика на рис. 76, разброс величин расчетных и экспериментальных перемещений затворной части корпуса одинаков при измерении незащищенными и изолированными от среды тензорезисторами. Напряжения, измеренные на внутренней поверхности корпуса

При увеличении скорости резания повышается температура в зоне контакта металла с резцом (табл. 52). Под давлением резца верхние слои испытывают пластическое растяжение, а нижележащие — упругую деформацию растяжения. После прохождения резца упруго-растянутые слои стремятся сжаться, но этому препятствуют верхние слои, претерпевшие необратимую пластическую деформацию. В результате внутренние слои остаются частично сжатыми, а в верхнем слое возникают остаточные напряжения растяжения. При нагреве верхние слои стремятся удлиниться, но этому оказывают сопротивление нижние, более холодные слои и в поверхностном слое появляются напряжения сжатия. При охлаждении во внутренних слоях возникают остаточные напряжения сжатия, а на поверхности — напряжения растяжения.