Результатами экспериментов

Рассмотрим, например, распад я-мезона. Экспериментально установлено, что заряженные я-мезоны распадаются на мюон и нейтрино: я— >-i+v. Согласно табличным данным, массы покоя этих частиц (в единицах массы покоя электрона) равны соответственно 273,2, 206,8 и 0. Отсюда следует, что масса покоя в результате распада уменьшается на 66,4 электронной массы. Так как массе покоя электрона соответствует энергия 0,51 МэВ, то энергия данного распада Q = 66,4 -0,51 МэВ = 34 МэВ, что находится в точном соответствии с результатами эксперимента.

Обе гипотезы хорошо согласуются между собой и с практикой. К недостатку гипотезы наибольших касательных напряжений, или, как ее еще принято называть, третьей гипотезы прочности, следует отнести пренебрежение влиянием промежуточного главного напряжения 02, что в отдельных случаях может привести к несовпадению с результатами эксперимента до 15 %. Обе гипотезы применимы для пластичных материалов.

Формулы хорошо согласуются с результатами эксперимента при 109 < Ra < 1012, 0,7 < Рг < 10 и применимы для криогенных жидкостей.

При известном значении параметра Ф* для частично закрученного потока изменение параметра Ф„ по длине канала можно рассчитать на основе методики для 'полностью закрученного потока, которая рассмотрена в предыдущей главе (разд. 2.6). На рис. 3.9 результаты такого расчета при F, равном 0 и 0,5 сопоставлены с результатами эксперимента. При этом величина определялась по уравнениям (1.26), (1.31).

На рис. 8,8 эта полуэмпирическая зависимость сопоставлена с результатами эксперимента. Как видно подавляющее большинство опытных точек отклоняется от нее не более, чем на 15%.

В работе рассмотрен вопрос о движущих силах растекания смачивающих жидкостей по поверхности твердых тел. Выведено уравнение, описывающее изменение движущей силы растекания. Показано, что в условиях высоких температур заметное влияние оказывает химическое взаимодействие между жидкостью и подложкой. Приведено уравнение, связывающее межфазную поверхностную энергию на границе твердое тело—жидкость с изо-барно-изотермическим потенциалом реакции, протекающей на этой границе. Теоретическое рассмотрение сопоставлепо с экспериментальными данными. Исследована связь между массой жидкого металла и конечной площадью растекания в случаях слабого и сильного взаимодействия жидкости с подложкой при температуре последней выше температуры плавления металла, а также сильного взаимодействия жидкости с подложкой при температуре последней ниже температуры плавления металла. Приведены расчетные формулы. Расчеты сопоставлены с результатами эксперимента. Библ. — 10 назв., рис. — 4.

На основе развитых к настоящему времени подходов, используемых в описании закономерностей роста трещин от начальных дефектов в элементах конструкций, представляется возможным рассчитать период роста трещины и на его основе определять долговечность [68]. Испытания пластин из алюминиевых сплавов по специально разработанным программам, моделирующим условия нагружения крыла самолета [15, 24, 68-72], показывают высокое соответствие прогноза с результатами эксперимента. Эти расчеты подтверждают справедливость предположения о развитии усталостных трещин в течение всего периода нагружения конструкции даже от незначительных по величине дефектов.

Аштон и Ваддоупс [17 ] решили методом Релея — Ритца задачу устойчивости прямоугольной пластины с произвольной схемой расположения слоев при одноосном и двухосном сжатии, а также сдвиге в плоскости пластины. Полученные ими решения достаточно хорошо совпали с результатами эксперимента при одноосном сжатии пластин, защемленных повеем сторонам, пластин, защемленных по двум сторонам и шарнирно опертых по двум другим сторонам [15], сдвиге пластин, защемленных по всем сторонам [16], а также при одноосном сжатии пластин с линейно изменяющейся толщиной.

. Цай [290] рассмотрел бесконечно длинный цилиндрический баллон давления, изготовленный продольно-поперечной намоткой, и сравнил кольцевые и осевые деформации, следующие из решения Донга и др. [83], с соответствующими результатами расчета по сетчатой модели (согласно которой не учитываются жесткость связующего и эффект связанности безмоментного и изгибного состояний), а также с результатами эксперимента. Варьируя в ели-чину структурного параметра т (введенного в разделе Ш,Г гл. 4) от 1 до 10, он установил, что несмотря на то, что обе теории оказываются достаточно близкими при т' = 1, сетчатый анализ приводит к весьма приближенным результатам по сравнению с результатами, полученными по теории Донга и др., которые хорошо подтверждаются экспериментом.

Совсем недавно Андервуд и Кендалл [51], применяя модифицированный степенной закон, связывающий скорость роста трещины с изменением коэффициента интенсивности напряжения, получили хорошее согласование с результатами эксперимента при нагружении семислойных композитов [0°/±60°/0°]s и [9070790°/0°]s (стеклопластик Scotchply 1002), у которых наружные слои ориентированы соответственно вдоль и поперек направления нагружения. Они использовали метод У?-кривых для оценки роста повреждений при монотон-

Это позволило качественно проверить, имеется ли соответствие между результатами эксперимента и теорией. Для такой проверки были использованы формулы, приведенные в работе [27] для прямоугольного шипа в предположении отсутствия утечки масла с концов:

Прямозубые передачи. В прямозубых передачах дли на контактных линий /2 меняется в процессе зацепления от рабочей ширины венца Ьт (в зоне одно-парного зацепления) до 1ЬШ (в зоне двух-парного зацепления). Для расчетов в соответствии с результатами экспериментов принимают /Z=6m/Zt, где Ze— коэффициент, учитывающий суммарную ' длину контактных линий:

здесь р — показатель степени, равной в соответствии с результатами экспериментов для шарикоподшипников 3, а для роликоподшипников 10/3; Сг — динамическая грузоподъемность — постоянная радиальная нагрузка (а для упорных и упорно-радиальных подшипников осевая нагрузка), которую подшипник может выдержать в течение 106 оборотов при вероятности безотказной работы 90 %; at и О2з — коэффициенты.

Обратимся теперь к сопоставлению полученной формулы (45.13) с результатами экспериментов, описанных в работе [8]. Критическая сила из условия G = Gc равна [8]

здесь р — показатель степени, равный в соответствии с результатами экспериментов для шарикоподшипников 3, а для роликоподшипников 10/3; С — динамическая грузоподъемность - постоянная радиальная нагрузка (а для упорных и упорно-радиальных подшипников осевая нагрузка), которую подшипник может выдержать в течение. 10б оборотов. При этом надо иметь в виду, что под долговечностью понимают расчетный срок службы подшипников, в течение которого не менее 90% из данной группы подшипников должны проработать при заданной постоянной частоте вращения без появления признаков усталости металла.

Такой подход к решению задачи, вообще говоря, является не строгим, однако полученные на этой основе решения сравнительно неплохо согласуются с результатами экспериментов. • . •

И СОПОСТАВЛЕНИЕ ИХ С РЕЗУЛЬТАТАМИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

Расчет коэффициентов торможения и сопоставление их с результатами экспериментов ............... 31

Теоретически предсказанные деформационные зависимости и предельные напряжения для различных слоистых композитов сравниваются с результатами испытаний этих материалов в условиях плоского напряженного состояния. Указаны преимущества и недостатки основных типов образцов и соответствующего оборудования, используемого для создания плоского напряженного состояния. При сравнении методов построения предельных поверхностей слоистых композитов особое внимание уделено областям их применения, удобству использования, требованиям к исходным параметрам и тонкостям описания этими методами прочностных свойств реальных композитов. Поскольку большинство методов ограничивается построением предельной поверхности и, следовательно, позволяет предсказать только условия, но не вид разрушения, в главе преобладает макроподход. Оказалось, что ни один из рассмотренных методов не обнаруживает хорошего соответствия с результатами экспериментов и, следовательно, не может быть рекомендован для использования при проектировании ответственных силовых конструкций из композитов. Причина этого заключается, по-видимому, в малочисленности экспериментальных данных и несовершенстве существующих подходов; в частности, ни один из подходов не учитывает влияние последовательности укладки слоев на напряженное состояние композита. До сих пор остается неисследованным механизм перераспределения нагрузок со слоев композита, в которых достигнуто предельное состояние, на остальные слои материала.

С помощью приведенного анализа были рассчитаны теоретические кривые для плоских образцов из низкоуглеродистой стали с надрезами глубиной 0,5 и 5 мм. Результаты расчетов даны на рис. 21 в виде зависимостей напряжений от радиуса надреза различной глубины. Для каждого типа надрезов построены кривые напряжений, необходимых для возникновения трещины (атр) и ее развития до полного разрушения образца (сгр), а также кривые относительных напряжений oR/aa . Области между кривыми 0тр и ар для каждого вида надрезов соответственно представляют собой области нераспространяющихся усталостных трещин. Теоретические зависимости (сплошные и штриховые линии) хорошо совпадают с результатами экспериментов (точки).

Усталостные трещины размером, до 4 мм не влияют на понижение разрушающей нагрузки при статическом нагру-жении некоторых сварных соединений из сталей М16С и Ст.З (стыковое, нахлесточное, прикрепление фасонок) при температурах до •—65°С [105]. Между тем, статистические обобщения фактических случаев разрушений конструкций, испытывающих усталостные нагрузки, показывают, что с увеличением срока службы в ряде случаев при понижении температуры резко возрастает относительная частота поломок сварных деталей машин и элементов металлоконструкций. Примером могут служить данные по разрушениям сваи драги (рис. 30). Существенное влияние усталостных нагрузок на хладостойкость сварного соединения подтверждается результатами экспериментов (рис. 31).

В работе приводится метод прогнозирования усталостной долговечности в условиях сложных процессов нагружения. Прогнозирование долговечности основано на анализе локальных упругопластических деформаций в вершине надреза. Применен оригинальный метод вычисления локальных деформаций и напряжений в условиях изменяющихся амплитуд нагружения. Усталостные повреждения определялись для циклов, полученных по методу «падающего дождя» и для последовательных размахов процесса иагружения. Теоретические результаты прогнозирования долговечности сопоставлены с результатами экспериментов, выполненных на компактных образцах с отверстиями. Оказалось, что растягивающие перегрузки повышают долговечность элементов с концентраторами, а приложение сжимающих нагрузок значительно понижает усталостную долговечность.