Результате экспериментов

Научные исследования постоянно расширяют и углубляют физическую модель мира. Это может быть сделано лишь в результате эксперимента и наблюдения. Поэтому физика является наукой экспериментальной. Ее модели должны адекватно отражать свойства, обнаруживаемые в наблюдении и экспериментах. С другой стороны, границы применимости моделей также определяются экспериментом.

Например, евклидова геометрия утверждает, что сумма углов треугольника равна л. Это утверждение в принципе может и должно быть проверено на опыте. В самом деле, прямая линия определяется как кратчайшее расстояние между двумя точками. Поэтому, взяв некоторые три точки, связанные с некоторым материальным телом, мы в принципе можем построить треугольник с вершинами в этих точках. При этом возникает вопрос о неизменности (твердости) масштабов измерения при переносе из одной точки в другую, о неизменности материального тела, с которым связаны рассматриваемые три точки. Ответ на этот вопрос также может быть дан только в результате эксперимента, причем не одного какого-то эксперимента, а всего экспериментального опыта. Измерение, например, длины естьсрав-

Испытание на кручение материалов дает возможность определить их механические характеристики в условиях чистого сдвига. Испытания проводятся на цилиндрических образцах. Нормальным считается образец диаметром 10 мм, длина /0, на которой замеряется угол закручивания, равна десяти диаметрам. В результате эксперимента получается графическая зависимость между моментом М и углом закручивания ф. Затем диаграмму перестраивают в координатах т, у (рис. 2.102). Касательные напряжения после площадки текучести непрерывно возрастают. Это объясняется тем, что при кручении форма образца не изменяется, шейка

Экспериментально-статистические методы основаны на математической обработке даннных. полученных непосредственно в результате эксперимента, и подразделяются на методы пассивного наблюдения и активного эксперимента.

К звену механизма, у которого измеряют скорость поступательного движения, прикрепляют белый экран с черным треугольником. В процессе движения этот экран, освещаемый импульсно через равные промежутки времени, фотографируют. В результате эксперимента на снимке получают ряд треугольников. Кривая, соединяющая вершины этих треугольников, представляет собой график v(s) усредненной скорости звена как функцию положения механизма. В случаях периодического изменения скорости звена с достаточной частотой график хорошо наблюдается визуально. Для измерения угловой скорости вместо треугольника применяют две противоположные архимедовы спирали, выходящие из центра вращения звена.

3. Параметры течения вне пограничного слоя могут быть определены при помощи теории невязкой жидкости или в результате эксперимента, т. е. их можно считать известными. При известном давлении р необходимость использования уравнения (2.53) полностью отпадает.

Для определения приемлемых уровней качества используют теоретические исследования нагрузок и статистический анализ экспериментальных данных. В результате эксперимента должны быть выявлены корреляционные или другие виды связи между ре-' зультатами неразрушающих и разру-

Сложность процессов конвективного теплообмена заставляет при его изучении особенно широко использовать методы экспериментального исследования. В результате эксперимента получают синтезированные сведения о процессе, влияние отдельных факторов не всегда легко выделить. Эти трудности помогает преодолевать теория подобия, рассмотренная в гл. 5. Основой теории подобия является математическая формулировка краевой задачи.

Полученные в результате эксперимента значения молекулярной составляющей коэффициента трения позволяют вычислить сдвиговое сопротивление молекулярной связи ta = fKon-Pr.

Сопоставление расчетной величины Bs в уравнении (5.32) с экспериментальными данными [116] применительно к сварным швам показало, что, несмотря на некоторое расхождение в параметрах уравнений, полученных в результате эксперимента и расчета сами кинетические уравнения в интервале длин 0,04-4,57 мм между собой близки и с пренебрежимо малой погрешностью удовлетворительно для практики описывают экспериментальные данные [117]. Полученные уравнения имеют вид

В результате эксперимента, при котором время выдержки в ал«-претирующем растворе колебалось от 30 с до 48 ч, установлено,, что в течение 30 с происходит 'быстрая адсорбция аппрета, а затем процесс резко замедляется. Следует отметить, что после выдержки в течение 1 мин количество адсорбированного вещества для; каждой концентрации раствора не является результатом временного адсорбционно-десорбционного равновесия между раствором: и субстратом, а скорее связано с изменением природы необратимо' хемосорбированной пленки в (процессе ее образования либо с влиянием других факторов, зависящих от концентрации аппретирующей добавки в растворе.

В результате экспериментов на моделях из хрупких материалов установлено, что поправочная функция по схеме на рис. 2.1 приближенно равна

Для насыщения образцов алюминием они помещались над расплавом А1 (99.5% А1) в закрытом тигле из А1203, находящемся в вакуумной печи. При условии насыщенных паров алюминия исследовалась возможность варьирования содержания А1 в ди-силициде вольфрама. В результате экспериментов установлено,

Точно установлено, что интенсивность горячесолевого растрескивания возрастает с повышением температуры и приложенных напряжений. При этом влияние толщины солевого покрытия и геометрических концентраторов напряжений не обнаружено. Выше некоторой критической температуры, определенной для каждого сплава и солевого покрытия, процесс растрескивания тормозится в результате развития общей коррозии поверхности. Наиболее агрессивны соли LiCI, KCi, NaCI, AgCI, NaBr, Nat (указаны в порядке убывания агрессивности). Менее эффективны соли CaCljSrClj, MgCI2, NaF, хотя некоторые из них вызывают язвенную коррозию. Связи между температурой плавления соли и ее агрессивностью в процессе горячесолевого растрескивания не обнаружено. Установлено, что основным компонентом окружающей среды, способствующим возникновению горячесолевого растрескивания, является кислород воздуха или достаточно толстая оксидная пленка. Необходимость поверхностного окисления для возникновения коррозионного разрушения доказана в результате экспериментов, проведенных на образцах с солевым покрытием в среде инертного газа. Установлено, что в его атмосфере происходило растрескивание только предварительно окисленных образцов. Имеются некоторые данные о благоприятном'влиянии на стойкость к горячесолевому растрескиванию предварительного анодирования поверхности. По-видимому, это связано с увеличением стойкости анодированной поверхности наводороживания, само же окисление в этом случае невелико. Усиливающим растрескивание внешним фактором является также наличие незначительного содержания влаги в окружающей среде.

ч Динамический модуль упругости. В результате экспериментов, проведенных на балках из однонаправленного стеклопластика, Шульц и Цай [74] показали, что динамический модуль упругости остается практически постоянным до частоты 1200 Гц, т. е. для 20 первых форм колебаний. Однако для материалов, армированных под углом, этот модуль нелинейно увеличивается при возрастании частоты. Было установлено, что при низких частотах^ динамический модуль превышает (до 27%) статический.

Исследования [122] осуществляли на рукавах диаметрами 70 и 125 мм при давлении от атмосферного до 20 ати. В результате экспериментов установлено, что для исследованных рукавов за-

В результате экспериментов на животных было показано, что воздействие ионизирующих излучений сокращает продолжительность жизни: облученные животные умирали раньше, чем животные из контрольной группы, не подвергавшиеся облучению. Этот эффект схематически представлен на рис. 14.13. Здесь прямая А изображает нормальный процесс старения животного, в ходе которого происходит накопление эффектов повреждающих воздействий на организм, вызванных резличными естественными причинами, вплоть до момента, когда жизнь обрывается в результате болезни или выхода из строя одного или нескольких жизненно важных органов. Кривая В соответствует случаю, когда в момент времени IB животное получает остропоражающую сублетальную дозу облучения. В течение периода времени до /^происходит до определенной степени восстановление нарушенных функций организма, а затем процесс старения вновь протекает с прежней скоростью. Однако смерть облученного животного наступает раньше, в момент времени tM. Эффект сокращения продолжительности жизни в результате облучения наблюдался для многих видов животных; понятно, однако, что количественное определение этого сокращения продолжительности жизни для людей экспериментальным путем невозможно.

Анализ полученных в результате экспериментов зависимостей пределов выносливости по разрушению и трещинообразованию от теоретического коэффициента концентрации напряжений при различных значениях глубины концентратора (рис. 35) показывает, что с уменьшением глубины параметры области существования нераспространяющихся трещин меняются следующим образом: увеличиваются напряжения, соответствующие возникновению трещин и необходимые для превращения нераспространяющихся трещин в распространяющиеся, уменьшаются критические значения радиуса при вершине концентратора и теоретического коэффициента концентрации напряжений, при которых возникают такие трещины.

В результате экспериментов было установлено, что во всех случаях усталостные трещины возникают в полосах скольжения, расположенных в ферритной фазе. Затем в зависимости от уровня напряжений и числа циклов нагружений вырастают трещины различной длины, причем концентрация напряжений у вершины трещины увеличивается непропорционально ее длине и достигает значений аа = 4 для развивающихся трещин размером от 1 до 16 мм по поверхности образца. Коэффициент концентрации напряжений для остановившихся трещин не превышает а„ = 2.

Если в циклически деформируемой детали имеется трещина, размер которой меньше предельного размера нераспространяющейся усталостной трещины, то опасность воздействия на такую деталь динамических перегрузок не превышает опасности воздействия таких же перегрузок на деталь без трещины. Влияние одиночных перегрузок ударного характера исследовали на образцах из отожженной углеродистой стали (0,36 % С; 0,27% Si; 0,53% Мп; 0,011% Р; 0,014% S; ат = 337МПа; ов = = 532 МПа; 6 = 23,3 %; ^ = 42,1 %). Испытывали на усталость при изгибе с вращением консольные образцы диаметром 15 мм, имеющие кольцевой V-образный концентратор напряжений глубиной 1,5 мм, радиусом при вершине 0,35 мм и углом раскрытия 60°. Перегрузку одинаковой интенсивности (400 МПа) создавали в образцах, испытывавшихся при различных амплитудах стационарного режима (300, 250, 200 и 150 МПа) и при разных долговечностях (до возникновения усталостной трещины и при числах циклов, характерных для появления трещин разной глубины 0,1; 0,2 и 0,3 мм) В результате экспериментов было установлено, что влияние однократной динамической перегрузки зависит от того, в какой момент она приложена: до возникновения усталостной трещины перегрузка приводит к увеличению долговечности; пепегрузка, приложенная после возникновения трещины, приводит к небольшому снижению долговечности. Наиболее опасно воздействие перегрузки, когда глубина трещины превышает критическую. Критическая глубина трещины, выше которой обнаруживается более сильное влияние перегрузки, соответствует глубине нераспространяющейся трещины для данного концентратора напряжений (рис. 55). Для исследованных образцов предельная глубина нераспространяющейся трещины составляет 0,25 мм.

В результате испытаний на усталость для валов каждого. режима упрочнения были определены предел выносливости по разрушению, соответствующий предельной амплитуде напряжений, не приводящей к разрушению вала на базе 10? циклов, и предел выносливости по трещинообразованию, соответствующий предельной амплитуде, не приводящей к образованию визуально видимой трещины в галтели вала при той же предельной базе испытаний. Обобщенная диаграмма изменения пределов выносливости исследованных валов в зависимости от режима обкатки галтели, полученная в результате экспериментов, показывает, что обкатка галтели приводит к изменению обоих пределов выносливости (рис. 58). Основное влияние на пределы выносливости оказывает усилие обкатки, а число проходов по обрабатываемой поверхности практически не изменяет пределов выносливости. Предел выносливости по трещинообразованию увеличивается только в области малых усилий обкатки, а затем, несмотря на существенный рост усилий обкатки, остается практически постоянным, а предел выносливости по разрушению увеличивается монотонно. Максимальное увеличение предела

В результате экспериментов было установлено, что наиболее оптимальной является скорость распространения упругих волн. Тогда степень анизотропии прочности может быть выражена через степень анизотропии скорости продольных волн следующим образом: