Прочностью материала

а с эксплуатационными свойствами изделия, его износостойкостью, усталостной прочностью, коррозионной стойкостью, теплостойкостью и др. Зависимость эксплуатационных свойств изделия от показателей качества готового изделия весьма сложна по следующим причинам.

Во ВШИКе разработана литьевая углеродно-полимерная композиция на основе коксо-угольного наполнителя и резольной фе-нольной смолы катализационного отверждения. По сравнению с композициями на основе графита она характеризуется повышенной прочностью, коррозионной стойкостью и более низкой стоимостью. Литьевая композиция получается смешением наполнителя со связующим и катализатором без подогрева, сливается в разъемные формы, где при вибрации затвердевает. Полуфабрикат извлекается из формы и прогревается в термокамере при температуре от 150 до 250°С (скорость подъема температуры 20 град/ч). Готовое изделие может механически обрабатываться и склеиваться с любыми углеграфитовыми и графито-лолимерными материалами с помощью литьевой массы катализационного отверждения той же рецептуры.

6. Титановые сплавы (ВТЗ-1, ВТ-5, ОТ4-2, ВТ-2), отличающиеся высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и жаропрочностью и находящие поэтому все большее применение. Предел прочности титановых сплавов достигает 150 кгс/мм2 при удельном весе 4,4—4,5 гс/см3, применяются они при температурах не выше 600—700° С. Обрабатывать титановые сплавы с ов^ IOQ кгс/мм2 инструментом из быстрорежущей стали затруднительно. В зависимости от прочности сплава коэффициент снижения скорости резания по сравнению со сталью 45 колеблется в пределах 2—6.

Припои — присадочные металлы (сплавы), способные в расплавленном состоянии заполнить зазор между спаиваемыми изделиями и в результате затвердевания образовать неразборное прочное и герметичное соединение их. Качество припоя определяется: температурой его плавления, которая должна быть меньше температуры плавления спаиваемых металлов, смачиваемостью (т. е. комплексом свойств, обеспечивающих растекание расплава по спаиваемым металлам с образованием постоянных атомно-молекулярных связей с ними); прочностью, коррозионной стойкостью и другими показателями, характеризующими качество и долговечность соединения. В связи с ростом номенклатуры сплавов и сферы применения пайки деление припоев на мягкие и твердые, низко- и высокотемпературные стало недостаточным. Ниже приведены данные о наиболее распространенных стандартных припоях, а более полное описание см. в работах [4, 11, 12 ].

Припои — присадочные металлы (сплавы), способные в расплавленном состоянии заполнять зазор между спаиваемыми изделиями и в результате затвердевания образовывать неразборяое прочное и герметичное соединение их. Качество припоя определяется температурой его плавления, которая должна быть меньше температуры плавления спаиваемых металлов; смачиваемостью (т. е. комплексом свойств, обеспечивающих растекание расплава по спаиваемым металлам с образованием постоянных атомно-молекулярпых связей с ними); прочностью, коррозионной стойкостью и другими показателями, характеризующими качество и долговечность работы соединения. Ниже приведены данные о наиболее распространенных стандартных припоях.

лиевые, хромистые и т, д. Эти сплавы обладают высокой прочностью, коррозионной устойчивостью, антифрикционностью и жаростойкостью и являются полноценными заменителями дефицитных оловянистых бронз.

По сравнению с латунью бронзы обладают более высокими прочностью, коррозионной стойкостью и антифрикционными свойствами. Они весьма стойки на воздухе, в морской воде, растворах большинства органических кислот, углекислых растворах (табл. 38)

стичностью, прочностью, коррозионной стойкостью и технологичностью. Поэтому эти припои нашли широкое применение при пайке изделий вакуумной техники и конструкций, подвергающихся высоким механическим нагрузкам. Они хорошо смачивают металл и затекают в зазоры. Недостаток — высокая стоимость и дефицитность серебра и золота.

Пластмассовые пресс-формы изготавливают из пластмасс холодного твердения на основе эпоксидных и других смол, часто с добавками металлических (железных, алюминиевых, медных) порошков для повышения теплопроводности форм. Такие пресс-формы обладают высокой механической прочностью, коррозионной стойкостью и обеспечивают хорошую точность моделей.

Чистый магний из-за низкой коррозионной стойкости и малой прочности для изготовления сварных конструкций не применяется. В технике используют сплавы магния, легированные алюминием, марганцем, цинком, цирконием, цезием и другими элементами, обладающие при малой плотности большой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и хорошими технологическими свойствами. Магниевые сплавы разделяют на деформируемые и литейные, термически упрочняемые и не упрочняемые термообработкой.

Надежность и ресурс машин, как один из основных показателей их качества, определяются эксплуатационными свойствами деталей и их соединений: усталостной прочностью, коррозионной стойкостью, контактной прочностью, фреттинг-стойкостью, герметичностью, контактной жесткостью, износостойкостью, прочностью посадок. Так действие циклических нагрузок на машину может привести к усталостным разрушениям отдельных ее деталей. При работе машин в агрессивных коррозионных средах ресурс их работы в значительной мере определяется коррозионной стойкостью основных деталей. Действие больших нагрузок на контактирующие детали машин, особенно в динамике, может привести к потере их надежности из-за контактных разрушений или фретгинга. Надежность машин, определяемая точностью позиционирования отдельных деталей, в значительной мере зависит от нормальной и касательной контактной жесткости их соединений. Герметичность пневмо-, гидро- и топливоаппаратуры в значительной мере определяет как надежность, так и ресурс большинства машин, особенно различных летательных аппаратов. В настоящее время установлено, что 70% выхода из строя машин определяется износом их деталей, поэтому износостойкость играет особую роль в обеспечении надежности и ресурса различных изделий.

Долговечность циклически нагруженных соединений определяется усталостной прочностью материала. Кривые уста'лостной прочности при контактном нагружении в общем близки к кривым усталости для случаев

Величина термических напряжений в отливке (изложницы) зависит от перепада температур (А/) между отдельными ее частями или по сечению стенки, коэффициента термического сжатия (а), модуля упругости (?). Способность же выдерживать эти напряжения без разрушения характеризуется прочностью материала. Исходя из изложенного способность материала выдерживать возникающие напряжения - стойкость против образования трещин В - долж-

Использование тех или иных крепежных деталей определяется прочностью материала соединяемых деталей, частотой сборки и разборки соединения в эксплуатации, а также особенностями конструкции и технологии изготовления соединяемых деталей. Соединение болтом применяют для деталей малой толщины (например, при наличии специальных поясков или фланцев), а также при многократной разборке и сборке соединений. При большой толщине соединяемых деталей предпочтительны соединения с помощью шпилек и вставок (см. рис. 32.3, в и г).

С точки зрения энергетического баланса котлоагрегат выглядит вполне благополучно— его потери составляют всего 9% (Е основном это теплота, выбрасываемая с уходящими газами из котла). Тем не менее увеличение доли теплоты топлива, превращаемой в работу (электроэнергию), возможно главным образом за счет уменьше-ш я потерь от необратимости при горении топлива и передаче теплоты рабочему телу. Поскольку повышение температуры и давления пара ограничивается прочностью материала (стали), которым мы располагаем, возможны следующие пути повышения эффективности преобразования теплоты в эл ектр оэнергию.

КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ — св-во конструкц. элементов (сварных узлов, коленчатых валов, болтов, сосудов, турбинных лопаток и др.) или их упрощённых моделей (напр., надрезанных образцов) в определённых условиях воспринимать, не разрушаясь, те или иные воздействия (нагрузки, неравномерные температурные, магнитные, электрич. и др. поля, неравномерное высыхание или набухание, неравномерное протекание физ.-хим. процессов в разных частях тела и др.). Несоответствие между К. п. и прочностью материала, определённой на образце (гл. обр. у высокопрочных материалов), зависит от размеров, формы и технологии изготовления конструкций.

Максимальный уровень напряжений, который может выдержать материал без существенных изменений в своей структуре при ожидаемых условиях работы, называется прочностью материала.

полного разрыва),обусловленного м^ищическим воздействием (напряжением, деформацией или работой)."Таким образом, -~етли~экспериментально измеряемые параметры материала, определяющие математическую модель, отражают интересующие нас нарушения сплошности среды, то критерий разрушения можно применять для описания явлений течения или разрыва безотносительно к виду нарушений сплошности. Обсуждаемые здесь критерии разрушения можно использовать при разработке новых композиционных материалов и в различных технических приложениях. При разработке нового композита можно варьировать взаимное расположение матрицы и армирующих элементов для улучшения тех или иных свойств материала. Если эти свойства связаны с прочностью материала, то феноменологический критерий разрушения осуществляет обратную связь с изменениями геометрии композита, определяет технологию его изготовления и обеспечивает прочность, необходимую для рациональных проектных решений.

Исследование усталости монокристаллов ряда металлов показало, что большую часть их долговечности занимает процесс упрочнения и зарождения микротрещин [1]. Стадия упрочнения при усталостном нагружении связана с накоплением и перераспределением дефектов кристаллического строения, в частности дислокаций, т. е. с созданием характерной «усталостной» дислокационной структуры [1, 2 и др.]. С увеличением числа циклов наблюдается локализация микропластической деформации, приводящая к образованию и развитию очага усталости. По-видимому, это связано с тем, что в процессе усталостного нагружения, как и при однонаправленной деформации на стадии предразрушения, начинают проявляться коллективные свойства дислокаций ввиду их высокой концентрации в микрообъемах [3, 4]. Проявление коллективных мод микропластической деформации может сопровождаться возникновением локализованных в объеме упругих напряжений, сравнимых с теоретической прочностью материала [5]. Естественно, на этой стадии в участках локализации напряжений и деформаций могут возникать микротрещины.

Длительная прочность композиционных материалов алюминий—бор в поперечном направлении определяется главным образом прочностью материала матрицы, причем, поскольку в процессе испытания происходит отжиг матрицы, то прочность практически не зависит от того, в термообработанном или отожженном состоянии находится материал перед испытанием. Так, например, длительная 100-часовая прочность сплавов 6061 и 2024 при 300° С соответственно равна 2 и 3,6 кгс/мм2. Длительная прочность композиционных материалов на основе этих матриц с 50 об. % волокна борсик при 300° С также соответственно равна 2 да 3 кгс/мм2 [109].

Выражение (3.5) устанавливает функциональную взаимосвязь между прочностью материала и физическими параметрами, однако в выражение (3.6) входят коэффициенты а и Ь, определяемые экспериментально, поэтому уравнение (3.6) является эмпириче-

Сущность применяемого метода заключается в том, что между параметрами (скоростью) распространения звука и прочностью материала существует подобие, законы которого определяются переходными масштабами для длины, времени и масс. Предложены следующие условия подобия: 1) на материальные частицы, находящиеся в состоянии волнового движения в сходственных точках колеблющихся масс, действуют одноименные силы (одной и той же природы); 2) отношение между всеми действующими одноименными силами в сходственных точках волновых импульсов, рассчитанное на единицу массы тела, одинаково; 3) начальные и пограничные кинематические и динамические условия волновых импульсов тождественны и отличаются только масштабом задаваемых длин.