Приложения напряжения

К дефектам более грубого порядка относят субмикроскопические трещины, по размерам не превьппающие предела разрешения оптического микроскопа (0,2 мкм). Такие трещины, согласно гипотезе Гриффитса, могут образовываться по границам блоков кристалла в процессе его роста, а также могут появляться в результате приложения напряжений [25]. В реальном металле — поликристаллическом теле — встречаются еще более грубые дефекты, например микроскопические трещины размерами больше 0,2 мкм. Такие трещины образуются на поверхности стальных деталей в процессе их механической обработки или эксплуатации. Несмотря на незначительную (порядка нескольких микрон) глубину, эти трещины резко снижают прочность детали (особенно при работе в условиях сложного напряженного состояния или воздействия поверхностно-активных сред), ускоряя ее разрушение. Удаление поврежденного поверхностного слоя механически (зачисткой тонкой шкуркой, пескоструйной обработкой) или электролитическим растворением существенно повышает прочность детали.

Исследованиями установлено, что сначала необходимо определить исходное химическое строение композита, представленное в пространственных сетках (каркасах) в соответствии с атомно-молекуляр-ным строением; далее получить картину приложения напряжений п Температур в различных точках пространственной сетки композита п ОЦенять последствия их действия на изменение химического строения

К дефектам более грубого порядка относят субмикроскопические трещины, по размерам не превышающие предела разрешения оптического микроскопа (0,2 мкм). Такие трещины, согласно гипотезе Гриффитса, могут образовываться по границам блоков кристалла в процессе его роста, а также могут появляться в результате приложения напряжений [25]. В реальном металле — поликристаллическом теле — встречаются еще более грубые дефекты, например микроскопические трещины размерами больше 0,2 мкм. Такие трещины образуются на поверхности стальных деталей в процессе их механической обработки или эксплуатации. Несмотря на незначительную (порядка нескольких микрон) глубину, эти трещины резко снижают прочность детали (особенно при работе в условиях сложного напряженного состояния или воздействия поверхностно-активных сред), ускоряя ее разрушение. Удаление поврежденного поверхностного слоя механически (зачисткой тонкой шкуркой, пескоструйной обработкой) или электролитическим растворением существенно повышает прочность детали.

При горячесолевом растрескивании титановых сплавов характерна зависимость стойкости сплавов' повышенной прочности от макро- и микроструктуры, а также от степени наклепа и текстурованности материала, получаемой в результате различных пластических и термических обработок [47, 48]. Установлено, что склонность к горячесолевому растрескиванию значительно уменьшается с увеличением скорости охлаждения при отжиге. Вместе с тем наиболее полное снятие при отжиге внутренних напряжений и повышение температуры отжига благоприятствуют стойкости против растрескивания. С увеличением размера микрозерна стойкость сплавов к горячесолевому растрескиванию снижается. Сильно понижает стойкость вакуумный отжиг, по-видимому, из-за активирования поверхности и вакуумного травления. В случае текстурованности сплава стойкость зависит от направления приложения напряжений при нагружениях под слоем солей.

Величина живого сечения, а значит, и нижнее предельное значение поперечной прочности зависят также от характера расположения волокон (рис. 4). Пэйтон и Локхарт сравнили собственные расчетные оценки нижнего предельного значения для гексагонального расположения с соответствующими оценками Чена и Лина и обнаружили, что они хорошо согласуются. Однако нижнее предельное значение прочности, полученное из геометрических соображений, зависит от направления приложения напряжений по отношению к рядам волокон, а это Пэйтон и Локхарт при сопоставлении не учитывали. Как будет показано далее, при одинаковой ориентации приложенных напряжений выводы геометрической модели и модели Чена и Лина применительно в гексагональному расположению согласуются хуже.

Рис. 8. Влияние направления приложения напряжений на нижнее предельное значение поперечной прочности в случае плотноуиакованного гексагонального расположения волокон.

Рис. 9. Влияние направления приложения напряжений на нижнее предельное значение поперечной прочности в случае квадратного располОЖения волоиоя.

треугольника (рис. 8), то нижнее предельное значение меньше (штрих-пунктирная кривая). Аналогичные оценки позволяют получить нижние предельные значения поперечной прочности для случая квадратного расположения. Результаты для двух случаев приложения напряжений к композиту с квадратным расположением волокон приведены на рис. 9. Интересно отметить, что квадратному расположению волокон отвечают те же значения поперечной прочности (штрих-пунктирная кривая на рис. 9), что и случайному расположению, т. е. ак/ам= 1—(4Ув/зт)1/г.

В геометрической модели ориентация направления приложения напряжений относительно волокон существенно влияет на нижнее предельное значение поперечной прочности. Например, при 50% упрочнителя ак/ок в случае квадратного расположения (рис. 9) составляет ~ 0,44 для ориентации, изображенной в верхней части рисунка, и лишь около 0,20 для ориентации, изображенной в нижней части. Таким образом, различие в прочности из-за изменения ориентации превышает 100%. Напротив, кривые минимального нижнего предельного значения прочности для плот-ноупакованного и квадратного расположений (нижние кривые на рис. 8 и 9) и кривые максимального нижнего предельного значения для тех же типов расположения (верхние кривые на рис. 8 и 9) согласуются гораздо лучше. Рис. 10 характеризует еще не-

Рис. 10. Влияние направления приложения напряжений на нижнее предельное значение поперечной прочности в случае ортогонального расположения волокон.

На рис. 11 и 12 сопоставлены геометрическая модель и модель Чена и Лина применительно к случаям квадратного и гексагонального плотноупаковавного расположений волокон в композите. Направление приложения напряжений относительно волокон схематически изображено на каждом рисунке. Нижние предельные значения поперечной прочности близки при квадратном расположении, но заметно различаются в области средних значений объемной доли волокон при гексагональном расположении. Рис. 11 и 12 иллюстрируют рассмотренное ранее затруднение, связанное с моделью Чена и Лина, а именно, отличие от нуля значений поперечной прочности композитов при максимальной плотности упаковки волокон, когда волокна не скреплены с матрицей и касаются друг друга. Указанные модели можно было бы сравнить с помощью имеющихся экспериментальных данных для этих композитов, но такие данные получены в основном для случайного расположения волокон. Как указывалось выше, в рамках геомет-

При четырехполюсной (четырехэлектродной) схеме измерения переходные сопротивления на зондах и вспомогательных заземлителях ввиду раздельного подвода тока и приложения напряжения не вызыва-

В первый момент после приложения напряжения скорость деформации сдвига у максимальна (точка А, см. рис. 3), т. к. сразу одновременно развивает- ' ся и высокоэластич. деформация

Пары метанола. Показано [82], что пары метанола способствуют коррозионному растрескиванию сплава Ti—5 А1—2,5 Sn. В дальнейшем было установлено, что в парах метанола может происходить охрупчивание как чистого титана, так и сплава Ti—5 А1—2,5 Sn без приложения напряжения. Трещины не были обнаружены в процессе испытания и после испытания; об охрупчива-нии судили по результатам испытания на растяжение. Разрушение охрупчен-ных зон образцов было межкристаллитным. Путем вакуумного отжига охрупчивание может быть устранено.

Описанная выше феноменология пробоя на косоугольных импульсах напряжения в общих чертах свойственна и пробою на импульсном напряжении произвольной формы. При использовании прямоугольного импульса с наносекундным фронтом условия для развития разряда по поверхности и в твердом теле создаются уже в момент приложения напряжения. Напряженность поля в твердом теле сразу же достигает уровня, обеспечивающего высокую начальную скорость разряда, и по мере прорастания разряда поддерживается на этом же уровне и даже повышается. Напротив, условия для развития разрядного процесса по поверхности ухудшаются. Во-первых, на прямоугольном импульсе напряжения уменьшается роль подпитки разряда емкостными токами по поверхности, во-вторых, более заметно сказывается тормозящее действие объемного заряда и локальных очагов ионизации с большой напряженностью поля. Следствием этого является

В этом разделе будут рассмотрены уравнения, описывающие поведение ротора шагового двигателя с момента приложения напряжения ип к и-й обмотке статора до момента снятия этого напряжения.

Сопротивление изоляции зависит от промежутка времени между приложением напряжения и производством отсчета по прибору. При сухой изоляции сопротивление ее при увеличении длительности приложения напряжения возрастает. Для проверки степени увлажненности изоляции обмоток следует производить измерение в течение 1 мин. и измерять сопротивление изоляции через 15 и 60 сек. Отноше-

F Импульсное напряжение: число циклов приложения напряжения

Момент приложения напряжения к сопротивлению /?1 или К2, т. е. момент подачи отпирающего импульса, определяется магнитным состоянием (насыщением) сердечника. В рабочий полупериод происходит намагничивание сердечника, а в управляющий полупериод — его размагничивание. Регулируя степень размагничивания сердечника в управляющем полупериоде, можно сдвигать фазу отпирающего импульса в рабочем полупериоде.

В отличие от вышеописанных процессов деформирования в случае приложения напряжения вдоль одной оси, при одновременном действии напряжений по йескольким направлениям, наблюдается гораздо более значительная пластическая деформация. Например, при испытаниях на изгиб деформация происходит по многим плос-

металлах, в отличие от кристаллических, движение трещины начинается в плоскости сдвига под углом ~45° К направлению приложения напряжения (рис. 8.27, зона А), затем трещина распространяется в направлении ширины ленты, а при достижении критического напряжения происходит нестабильное разрушение (рис. 8.27, зона В) [34].

Для электрического пробоя твердых диэлектриков характерно слабое увеличение электрической прочности с температурой, сильная зависимость, измеряемой электрической прочности от степени однородности электрического поля, отсутствие зависимости в однородном электрическом поле от времени приложения напряжения вплоть до времен порядка 10~7 с. В табл. 2.2 даны сведения об электрической прочности некоторых материалов.