Результате неравномерности

В отливках в результате неравномерного затвердевания тонких и толстых частей и торможения усадки формой при охлаждении возникают внутренние напряжения. Эти напряжения тем выше, чем меньше податливость формы и стержней. Если величина внутренних напряжений превзойдет предел прочности литейного сплава в данном участке отливки, то в теле ее образуются горячие или холодные трещины. Если литейный сплав имеет достаточную прочность и пластичность и способен противостоять действию возникающих напряжений, искажается геометрическая форма отливки.

Внутренние напряжения появляются в результате неравномерного охлаждения отдельных частей заготовок, изготовленных литьем, ковкой, штамповкой, а также в деталях, обработанных давлением в холодном состоянии, при сварке, термической обработке, при обработке металла резанием. Внутренние напряжения проявляются в особенно значительных размерах в крупных отливках сложной конфигурации.

Зерна, растущие с большой скоростью, можно условно рассма тривать как зародышевые центры и поэтому процесс их роста получил название вторичной рекристаллизации. В результате вторичной рекристаллизации образуется множество мелких зерен и небольшое число очень крупных зерен. Вторичная рекристаллизация, вероятно, вызывается благоприятной для роста кристаллографической ориентировкой отдельных зерен, меньшей чем у других зерен концентрацией дефектов (величиной объемной энергии) и более высокой подвижностью границ в результате неравномерного выделения примесей. В большинстве случаев причиной вторичной рекристаллизации является торможение роста большинства зерен, образовавшихся при первичной рекристаллизации, дисперсными частицами примесей. Вторичная рекристаллизация, вызывающая образование крупного зерна и разнозернистости, способствует снижению механических свойств металлов.

При крутящем моменте переменного направления целесообразно располагать ребра змейкой (3) или крестообразно (4). Косые и спиральные ребра менее подвержены внутренним напряжениям, возникающим при усадке в результате неравномерного охлаждения отливки. Однако формовка косых ребер на наружных цилиндрических, конических и тому подобных поверхностях затруднительна."

в результате неравномерного остывания

Как известно, в результате неравномерного нагрева и охлаждения металла при сварке в сварном шве и околошовной зоне возникают остаточные напряжения, которые в ряде случаев отрицательно сказываются на работоспособности сосудов и других металлических конструкций. Все методы снятия остаточных напряжений условно разделяются на две группы, основанные на термическом и силовом воздействии.

В результате неравномерного затягивания болтов также возможно возникновение концентрации напряжений. Для равномерного распределения напряжений между всеми болтами проводят затяжку с помощью моментного ключа, ограничивающего усилие.

В результате неравномерного затягивания болтов также возможно возникновение концентрации напряжений. Для равномерного распределения усилий следует пользоваться моментным ключом, ограничивающим усилие.

Термоакустический эффект основан на возбуждении акустических волн изменяющимися во времени термомеханическими напряжениями в результате неравномерного нестационарного распределения температур. Тело можно нагревать бесконтактно (индукционный нагрев) и даже дистанционно (нагрев лучом лазера).

Применение метода планирования дало возможность сократить количество комбинаций до 50 (25 для конструктивных и 25 для эксплуатационных факторов). Применение ЭЦВМ, помимо сокращения длительности вычислений, позволило автоматизировать процесс поиска оптимальных параметров. В качестве оценочного критерия принята величина погрешности обработки, возникающая в результате неравномерного износа направляющих.

посадки, поэтому, как правило, развитие усталостных трещин не достигает возможной максимальной длины и во многих случаях имеет место формирование резкой границы между зоной усталостного разрушения и зоной окончательного разрушения. Применительно к крылу ВС предельное состояние может быть достигнуто при появлении возрастающих скручивающих моментов в результате неравномерного обтекания и срыва набегающего воздушного потока. В лопатках турбин и компрессоров ГТД аналогичная ситуация возникает из-за попадания постороннего предмета и нарушения обтекания воздушного потока после удара им о лопатку с изменением ее геометрии.

К недостаткам сварных соединений относятся изменение структуры металла вблизи сварных швов из-за нагрева деталей до высокой температуры; возникновение внутренних напряжений и деформаций деталей в .результате неравномерности нагрева и охлаждения свариваемых изделий, а также неравномерной усадки наплавленного металла; опасность появления трещин, газовых пузырей, шлаковых включений /, подреза 2, непровара 3 и других дефектов швов (рис. 248).

К недостаткам сварных соединений относятся коробление деталей в результате неравномерности нагрева и охлаждения свариваемых изделий; изменение структуры металла вблизи сварных швов, ведущее к понижению прочности; опасность появления трещин, шлаковых включений, непровара и других дефектов швов.

1 S результате неравномерности коксоотложений.

Допускаемая скорость нагрева должна быть такой, чтобы внутрен- Hg ние напряжения, возникающие в результате неравномерности нагрева, не вызвали бы деформацию или образование трещин в изделии. Чем ниже температура, тем менее пластичен металл, тем больше вероятность образования внутренних напряжений при большой разнице в температурах по сечению, т. е. при большой скорости.

Современая тенденция к увеличению удельной мощности тепловых аппаратов требует точного знания условий возникновения кризиса теплоотдачи при кипении с учетом всех конструктивных особенностей обогреваемых каналов и всех возможных в процессе эксплуатации произвольных изменений геометрии. Одна из возможных особенностей сложных каналов, которая может существенно влиять на величину <7кр,—неравномерное размещение греющих поверхностей в потоке теплоносителя (конструктивная особенность данного канала, неточная сборка, изгиб). В результате неравномерности теплосодержания и скорости потока по сечению может возникнуть местный кризис, хотя большая часть поверхности работает в условиях, далеких от кризиса.

1. При стационарных условиях работы теплообменных аппаратов, изготовленных из материала с хорошими пластическими свойствами, сохраняющимися в процессе эксплуатации,термические напряжения в элементах конструкций не снижают их несущей способности. Термические напряжения, возникающие в результате неравномерности нагрева и, следовательно, неодинакового расширения различных слоев материала, быстро снижаются вследствие ползучести. Максимальные напряжения возникают, как правило, в зонах наибольших температур, и именно в этих

ж) сила, возникающая в результате неравномерности движения частицы [Л. 44]. Фуксом из теоретического анализа движения частицы сделан вывод, что эффект неравномерности велик в жидкостях и незначителен в газах,

Роторы турбин и генераторов находятся под действием статических и повторно-статических (малоцикловых) напряжений, обусловленных центробежными силами и тепловыми нагрузками при испытаниях, эксплуатационных пусках и остановах, а также при изменении мощности. Число таких циклов может достигать 20—60 и более в год при общем числе за расчетный ресурс 500— 1000 и более. Повторяющаяся смена нагрузок вызывает в роторах (особенно в местах повышенной концентрации и значительных температурных напряжений) накопление малоцикловых повреждений. Сочетание повторных нагрузок с повышенными температурами в элементах конструкций высокого давления является причиной ускорения накопления повреждений за счет длительных статических повреждений. Кроме того, на низкочастотные (10~8—10~5 Гц) циклы высоких напряжений накладываются высокочастотные (в диапазоне частот 10—150 Гц) циклы переменных напряжений, обусловленные действием нагрузок от силы тяжести на «оборотных частотах», срывом масляного клина в подшипниках или вибрационных нагрузок за счет изгибных и крутильных колебаний роторов по соответствующим формам. Суммарное число циклов нагружения за расчетный ресурс достигает при этом 1010— 1011. Вибрационная составляющая циклических напряжений для роторов турбин и генераторов при современном уровне балансировки, предварительных доводочных работ и контроля вибраций при эксплуатации может быть снижена практически до безопасных уровней при нормальной эксплуатации. Но роль этой составляющей резко возрастает при изменении жесткости роторов на стадии развития в них макротрещин. Для роторов паровых турбин в интервале указанных низких и высоких частот могут иметь место циклы нагружения с промежуточными частотами (0,01 —10 Гц) в результате неравномерности давлений и температур потоков пара. Таким образом, фактический спектр механических и температурных напряжений для роторов турбин и турбогенераторов оказывается достаточно сложным. Сложность формы цикла возрастает по мере повышения температур (образуются деформации ползучести), а также за счет изменения асимметрии цикла при наличии остаточных напряжений.

Коленчатый вал двигателя — одна из основных деталей, определяющая вместе с другими деталями шатунно-поршневой группы ресурс двигателя в целом. Срок службы коленчатого вала зависит от двух независимо действующих факторов: сопротивления усталости и износостойкости. В процессе эксплуатации двигателя в результате неравномерности износа, кратковременных перегрузок, смещения опор блока из-за старения металла и ряда других причин возникают ситуации, при которых вал работает в условиях перегрузок. При этом в структуре металла накапливаются усталостные повреждения в наиболее напряженных зонах детали. 14*

Значительное влияние на пластичность металла оказывает и характер напряженного состояния. Хотя напряженное состояние металла при прокатке и свободной ковке рассматривают как соответствующее всестороннему неравномерному сжатию, в действительности в результате неравномерности деформации оно может быть различным, включая схемы с растягивающими напряжениями. При этом снижается пластичность стали.

Возмущающие силы возникают в результате неравномерности газодинамического поля по окружности проточной части, пульсаций потока, нестанционарных режимов, например вращающийся срыв в ступени осевого или центробежного компрессора на режиме малого расхода воздуха и т. д.