Прочность адгезионной

§ 2.2. Расчет на прочность элементов заклепочного шва

$• 2.2. Расчет на прочность элементов заклепочного шва ......... -I

Чтобы уменьшить влияние концентрации напряжений на прочность элементов конструкций, следует по возможности избегать глубоких выточек, выкружек, резких переходов сечений и т. п. Необходимо также стремиться к тщательной обработке поверхно-

Выше были рассмотрены основные вопросы, связанные с расчетом на прочность упругих элементов конструкций, испытывающих действие статических нагрузок. При этом всегда считалось, что прочность элементов будет обеспечена, если максимальные напряжения в их опасных сечениях не превышают предельных значений.

Расчет на прочность элементов резьбы. Практически резьбы на прочность рассчитывают по напряжениям среза и смятия или по удельным давлениям (в подвижных соединениях) в предположении равномерного нагружения всех сопряженных витков (рис. 262, а, б).

62. РД 26-02-62-88. Нормы и методы расчета на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих под давлением сред, вызывающих сероводородное коррозионное растрескивание. - М: ВНИИНЕФТЕМАШ, 1988.

7. Методические указания. Расчеты на прочность элементов конструкций при малоцикловом нагружении. - М., 1987.-44 с.

Выше рассмотрены вопросы, связанные с расчетами на прочность элементов конструкций, испытывающих действие статических нагрузок, т. е. таких, которые медленно возрастают от нуля до своего конечного значения и в дальнейшем остаются постоянными. При этом всегда считалось, что прочность обеспечена, если максимальные напряжения в опасных сечениях не превышают предель-

Расчет на прочность элементов червячных передач основан на тех же принципах, что и расчет косозубых передач. Расчет зубьев колеса закрытых силовых передач (со смазкой) ведется по контактным, напряжениям; расчет зуба на изгиб в этом случае является проверочным. Для открытых передач проверку зуба колеса проводят только на изгиб.

Если материал гайки менее прочен, чем материал винта, то может произойти срез витков гайки. В этом случае необходима проверка на прочность элементов резьбы или выбор числа; витков резьбы гайки или высоты Н гайки (см. рис. 30.15).

65. РД 26-02-62-97. Расчет на прочность элементов сосудов и аппаратов, работающих в коррозионноактивных сероводородсодержащих средах/ВНИИнефтемаш, ЦКБН.- М., 1997.

Оже-электронная спектроскопия показала, что с поверхностью металла связан атом углерода группы CF2 и что мы имеем дело с химическим взаимодействием, т.е. с образованием химических связей. Разрушение такого адгезионного соединения носит когезионный характер и происходит по объему менее прочного материала. В результате на более прочной металлической поверхности постепенно формируется тонкая полимерная пленка, которую называют пленкой фрикционного переноса. Фрикционный перенос при трении без смазочного материала практически имеет место в любых условиях и режимах трения. Это приводит к образованию перенесенных пленок сложной структуры и состава. Вначале рассмотрим это явление в металлических парах трения. Для пар трения металл-металл разными исследователями предлагались различные механизмы переноса. В работах Боудена и Тейбора, например, предлагается модель изнашивания, в которой перенос материала с одной поверхности на другую рассматривается как результат среза мостиков сварки на реальном пятне фрикционного контакта. По мнению этих исследователей, перенос металла наблюдается в том случае, когда прочность адгезионной связи на поверхностях контакта твердых тел оказывается выше когезионной прочности одного из контактирующих материалов.

приклеенная лента движется в плоскости хОу, увлекая за собой лежащий ниже материал, который деформируется асимметрично по отношению к сечению плоскостью xOz. Упругое полупространство будет вытягиваться в направлении оси Ох до тех пор, пока сопротивление деформированию материала не сделается равным прочности образовавшихся связей. В этом случае материал «выстрелит», и материал образовавшейся неровности будет стремиться восстановиться. Очевидно, что индентор, нагребающий перед собой валик, перескочит через него в момент, когда прочность адгезионной связи будет меньше лобового сопротивления, возникающего при движении валика. Кроме того, необходимо, чтобы упругие свойства полупространства по направлению нормали к плоскости касания двух поверхностей были бы достаточны для того, чтобы индентор мог перескочить в этот момент через образовавшийся валик.

Если прочность адгезионной связи выше определенного значения, то материал будет испытывать необратимое формоизменение, которое зависит от степени наклепа материала, т. е. необратимая часть упруго-пластической деформации существенна для образования продольной шероховатости. В дальнейшем выступы, имеющие асимметричное сечение, просядут и будут округляться до тех пор, пока развивающиеся контактные напряжения под влиянием нагруженного контртела не приведут их в упругое состояние.

На прочность адгезионной связи существенное влияние, кроме напряженного состояния, оказывают такие факторы, как температура, рабочая среда, цикличность термомеха-

матрицы, соединенных по торцовой поверхности адгезионной связью (рис. 70). Прочность адгезионной связи на сдвиг определяется при кручении одного кольца относительно другого. При такой конструкции образца исключена концентрация напряжений в местах заделки и удается получить равномерное поле касательных напряжений. Так как ширина кольцевой полоски адгезионной связи 2 мм при диа-

ликовал обзор работ, посвященных химии поверхности и поверхностной энергии, и проанализировал их с точки зрения проблемы адгезии. Он пришел к выводу, что хорошее смачивание субстрата жидкой смолой имеет первостепенное значение, так как плохое смачивание поверхности раздела приводит к образованию пор, которые служат концентраторам'и напряжений и способствуют образованию трещин. Благодаря физической адсорбции смолы на поверхности с высокой энергией при полном смачивании поверхности волокна прочность адгезионной связи может быть гораздо выше, чем когезионная прочность органических полимеров.

В процессе изготовления волокнистых композитов на поверхности раздела возникают остаточные напряжения. Для исследования этих напряжений и оценки влияния их на прочность адгезионной связи получили развитие как экспериментальные, так и аналитические методы.

Важной характеристикой волокнистых композитов является диаметр волокна. Однако, согласно данным, представленным на рис. 37, он, по-видимому, не влияет на прочность адгезионной связи.

Разработан ряд прямых методов измерения характеристик напряженного состояния на поверхности раздела и адгезионной прочности. Поляризационно-оптический метод волокнистых включений наиболее надежен при определении локальной концентрации напряжений. Испытания методом выдергивания волокон из матрицы пригодны для измерения средней прочности адгезионного соединения, а методы оценки энергии разрушения — для определения начала расслоения у концов волокна. Прочность адгезионной связи можно установить по результатам испытаний композитов на сдвиг и поперечное растяжение. Динамический модуль упругости и (или) логарифмический декремент затухания колебаний применяются для определения нарушения адгезионного соединения. Динамические методы испытаний и методы короткой балки при испытаниях на сдвиг обычно пригодны для контроля качественной оценки прочности адгезионного соединения и определения влияния на нее окружающей среды.

наполнителями, обеспечиваются достаточная прочность адгезионной связи на границе раздела и химическая активность ненасыщенных В- и iC-силанов. Прочность на растяжение в обеих системах значительно увеличивается. В случае двуокиси титана прочность композита с В- или С-силаном возрастает на 100% по сравнению с наполненными системами, не содержащими аппрета.

исследований поверхностей волокон методом апектро'скопии комбинационного рассеяния [100] показали, что используя в качестве наполнителя волокна, поверхность которых состоит из кристаллитов небольшого размера в плоскости а, можно получить композиты с максимальной прочностью на сдвиг. На рис. 10 приведена кривая зависимости сдвиговой прочности углепластиков от истинного размера кристаллитов Ьа. Длина границы раздела обратно пропорциональна величине La. В работе [100] было отмечено, что прочность адгезионной связи на поверхности раздела в композите определяется химическим взаимодействием, которое возрастает с увеличением количества атомов углерода на поверхности волокна. На рис. 11 показана фибриллярная и кристаллическая структура поверхности графитового волокна. По данным Туинстера и Кёниг, границы кристаллитов могут быть параллельными продольной оси волокна или располагаться под некоторым угло'м к ней. Атомы углерода в графите образуют параллельные слои, расстояние между которыми в элементарной ячейке равно 3,5 А, в то время как расстояние между атомами углерода в каждом слое составляет лишь ~ 1,4 А.