Результате деформации

Рис. 12.46. Смещение кристаллизационных слоев в результате деформаций

Деформации ускоряемых тел часто называют динамическими деформациями, чтобы подчеркнуть их отличие от статических деформаций, возникновение которых не сопряжено с ускорениями деформированных тел. Различать динамические и статические деформации следует потому, что характер распределения этих двух типов деформаций в одном и том же теле обычно бывает различным. Это видно из того, что динамические деформации обычно бывают неоднородны, в то время как статические деформации во многих случаях оказываются однородными. Конечно, происхождение статических и динамических деформаций одно и то же. Как те, так и другие являются результатом того, что разные части тел в течение некоторого времени двигались по-разному. Но если взаимодействуют более чем два тела, то может случиться, что силы, возникшие в результате деформаций, в конце концов уравновесятся и ускорения тел прекратятся; вместе с тем прекратятся дальнейшие изменения деформаций. Эти неизменные деформации тела, покоящегося или движущегося без ускорений, и называют статическими деформациями.

где w{ — смещение сечения в направлении оси г в результате деформаций изгиба; 6j — контактная деформация; I — номер пластины (/= 1,2).

В результате деформаций, возникающих в поверхностном слое металла в процессе резания, дно впадины и вершина выступа после прохода инструмента поднимаются. Соотношения разнохарактерных деформаций, возникающих при обработке любой поверхности, не остаются постоянными, и поэтому на разных участках поверхности то вершины выступов поднимаются больше, чем дно впадины, то наоборот. Это приводит к различной шероховатости поверхности в отдельных местах, т. е. к снижению ее качества.

г) погрешности, вызванные деформацией упругой системы станок — инструмент — деталь под действием сил резания: 1) деформация обрабатываемой детали, инструментов, деталей станков и приспособлений и 2) деформация в местах сопряжений деталей и узлов (деформация стыков); деформации первого рода можно определить при помощи теории упругости; деформации стыков возникают при наличии в них зазоров и в результате деформаций неровностей на стыковых поверхностях; величина последних зависит от чистоты стыковых поверхностей, деформации стыков можно определить экспериментально; кроме сил резания, деформации могут порождаться силами зажима, силами, возникающими вследствие собственного веса, дисбаланса и инерции;

В дальнейшем примем, что величина центробежного усилия достаточно велика для того, чтобы в результате деформаций, возникающих еще в начальный момент работы турбины, первоначальные зазоры между зубцами хвостовика лопатки и выступа диска были ликвидированы. В стадии же установившейся ползучести зазоры, очевидно, выбираются независимо от величины центробежных усилий.

Погрешности, возникающие в результате деформаций обрабатываемых заготовок и других элементов технологической системы под влиянием сил закрепления, имеют существенное значение при изготовлении маложестких деталей. Определение этих деформаций обычно сводится к решению задач сопротивления материалов.

Таким образом, при узловой нагрузке все стержни изгибаются по закону кубической параболы. Если известны перемещения узлов [у (0), у' (0) и у (I), у' (/)], то могут быть найдены все коэффициенты (а0, GI, а2, а3) выражения (1.2), а следовательно, и перемещения всех точек стержня. Аналогично можно показать, как определить перемещения точек стержня в результате деформаций растяжения и кручения при известных перемещениях узлов.

Зная, что в роторе существует исходная (статическая) неуравновешенность и неуравновешенность, возникающая на рабочих оборотах в результате деформаций роторной системы под действием исходного дисбаланса, разделим значение центробежной силы в формуле (2) на две составляющие, т. е.

Правильное взаимное положение ротора и неподвижной части турбины по радиусу и оси, установленное во время монтажа или ремонта, как говорят, на холодной машине, может нарушаться при работе в результате деформаций или смещения неподвижной части турбины. Эти явления связаны с нагревом цилиндра или подшипниковых стоек или с усилиями, смещающими цилиндр либо стойки. Усилия могут передаваться на машину от теплового расширения прикрепленных к цилиндру паропроводов или от неуравновешенной разности давлений в патрубках значительного диаметра; от воздействия грузов, подвешенных к турбине, например конденсатора, вес которого при работе много больше, чем на холодной машине. Очень большие усилия возникают при нагреве и ограничении свободы расширения неподвижных частей агрегата. В том случае, когда задевания появляются только в определенных условиях, вибра-

Расчет деформаций уплотняющих торцов является задачей, не получившей до настоящего времени удовлетворительного общего решения. Деформации колец из-за действия давления, центробежных сил и изменений температуры приводят к потере плоскостности торцов. Обычно предполагают, что в результате деформаций и износа жидкостная пленка вдоль радиуса имеет клинообразную форму.

Не следует думать, что в результате деформации зерно измельчается. В действительности оно только деформируется, сплющивается и из равноосного превращается в неравноосное (в виде лепешки, блина), сохраняя ту же площадь .поперечного сечения.

В результате деформации кристаллитов и последующей рекристаллизации металл получает мелкозернистое строение, т. е. раз-Меры зерен после рекристаллизации исчисляются в сотых или десятых долях миллиметра, причем эти размеры примерно одинаковы по всем направлениям (равноосная структура).

Рис. 15. Возможные отклонения от правильной цилиндрической формы вала в результате деформации, возникающей при обработке

Металлические конструкции в процессе их эксплуатации часто подвергаются разрушению под совместным воздействием коррозионной среды и механических напряжений. По своему происхождению механические напряжения могут быть внутренними, возникающими в результате деформации или термообработки металла (например, закалки углеродистой стали), или внешними, вызванными приложенными извне нагрузками, а по своему характеру — постоянными или переменными; кроме того, металл может подвергаться истирающему или кавитационному воздействию.

3. Из приведенных асимптотических формул видно, что при уменьшении расстояния от конца трещины напряжения неограниченно растут и при г = 0 "равны бесконечности". Но задолго до "бесконечности" перестает быть справедливым закон Гука и вступают в силу нелинейные зависимости между напряжениями и деформациями - развивается интенсивная пластическая деформация, а напряжения оказываются ограниченными. Но не только в этом причина ограниченности напряжений. При точном решении задачи теории упругости напряжения также будут ограниченными по величине даже в идеально упругом теле, когда линейный закон Гука справедлив для малых объемов непосредственно у поверхности разреза. Дело в том, что в математическом решении, из которого затем были получены асимптотические формулы для напряжений, граничные условия относились не к деформированной поверхности разреза, а сносились на ось х. У конца трещины в результате деформации возникают значительные изменения углов наклона свободных поверхностей (велики градиенты перемещений). Точная постановка задачи теории упругости требует соблюдения граничных условий на текущей поверхности разреза, т. е. на той, которая получается при деформации тела внешними нагрузками. При этом задача становится нелинейной и сложной. Образующийся в конце разреза малый, но конечный радиус кривизны, возрастает с ростом величины внешних нагрузок и обеспечивает ограниченные (хотя и большие) напряжения.

Отсюда следует, что поверхность разреза в результате деформации принимает форму эллипса .

Г) кристаллический (светлый) излом (рис. 33, о), поверхность разрушения которого характеризуется наличием блестящих плоских участков. Такой излом свойственен хрупкому разрушению; 2) волокнистый (матовый) излом (рис. 33, а, /), поверхность разрушения которого содержит весьма мелкие уступы — волокна, образующиеся при пластической деформации зерен в процессе разрушения. Этот излом свидетельствует о вязком разрушении. Смешанный характер разрушения показан па рис. 33, а,2. Изучение топкой структуры излома с помощью электронного микроскопа (микрофрактографил) позволяет более уверенно судить о вязком или хрупком характере разрушения, Вязкое разрушение характеризуется ямочным («чашечным») изломом (рис. 33, б, 1)\ ямка — микроуглубленис на поверхности излома, возникающее в результате образования, роста и слияния микропустот. Глубина ямки определяется способностью металла к локальной пластической деформации. Излом при хрупком разрушении имеет ручьистый узор (рис. 33, б, в), представляющий собой систему сходящихся ступенек скола1, образующихся в результате деформации разрушения перемычек между хрупкими трещинами, распространяющимися путем скола по параллельным, близко расположенным кристаллографическим плоскостям.

Большая часть работы (до 95 %), затрачиваемой на деформацию металла, превращается в теплоту (металл нагревается), остальная часть энергии аккумулируется в металле в виде повышенной плотности несовершенств строения (вакансий и, главным образом, дислокаций). О накоплении энергии свидетельствует также рост остаточных напряжений в результате деформации. В связи с этим состояние наклепанного металла термодинамически неустойчиво. При нагреве такого металла в нем протекают процессы возврата, полигонизации и рекристаллизации, обусловливающие возвращение всех свойств к свойствам металла до деформации.

При изгибе корытного профиля (рис. 117,1) потеря устойчивости наступает в результате деформации вертикальных стенок (в направлениях, указанных светлыми стрелками).

Схема чистого сдвига (виды а, б) на практике встречается редко. В большинстве случаев заклепочные соединения подвергаются дополнительным напряжениям, например изгибу или растяжению (виды в, г), возникающим в результате деформации узла под действием внешних сил.

Рассмотрим деформацию элемента, имеющего размеры ребер а х b x с, по граням которого действуют главные напряжения аь ст2 и аэ (рис. 101, а). Для простоты полагаем, что ot > 0, а2 > О и а3 > 0. В результате деформации длина ребер элемента изменится и станет равной а + Aa; b + ДЬ; с + Дс (рис. 101, б). Относительные удлинения в главных направлениях (т. е. в направлении действия главных напряжений) называют главными удлинениями и соответственно