Расположенными волокнами

На практике часто одна теплообмен-ная поверхность полностью охватывается другой (рис. 11.3). В отличие от теплообмена между близко расположенными поверхностями с равными площадями здесь лишь часть излучения поверхности Ft попадает на F\. Остальная энергия воспринимается самой же поверхностью FI- Тепловой поток, передаваемый излучением от внутреннего тела к внешнему, можно также определить по (11.16), если вместо F подставить поверхность меньшего тела FI, а степень черноты системы определить по формуле

Механически обрабатываемые детали. Наиболее рациональными являются детали цилиндрической формы с концентрично расположенными поверхностями и плос-

Случай теплообмена между двумя поверхностями, расположенными параллельно или концентрически по отношению друг к другу, часто встречается в технических расчетах. Многие случаи действительного теплообмена могут быть приближенно сведены к этим двум случаям.

Рис. 7-6. Теплообмен излучением между двумя параллельно расположенными поверхностями.

Рис. 7-8. Применение экрана для уменьшения теплообмена между двумя параллельно расположенными поверхностями.

Щелевую коррозию можно рассматривать как разновид-ность питтинговой коррозии, происходящей в ограниченном пространстве между близко расположенными поверхностями. Одной из поверхностей может быть и не металл, а, например, тефлон или какой-либо другой материал, применяемый для изготовления прокладок. Хотя механизм щелевой коррозии часто кажется сходным с механизмом питтинга, для титана эти процессы могут протекать по-разному. Электрохимические закономерности щелевой коррозии титана были исследованы Гриссом [82]. В проведенных поляризационных экспериментах было изучено влияние температуры, рН раствора и концентрации хлор-ионов. Как показано на рис. 62, с повышением температуры возрастает и критическая плотность тока, необходимая для пассивации титана. Критическая плотность тока возрастала также при уменьшении рН солевого раствора (добавка соляной кислоты). Для низких рН плотность тока, необходимая для пассивации, возрастала с увеличением концентрации хлор-ионов.

Наибольший эффект принципа постоянства базы достигается при обработке деталей с концентрично расположенными поверхностями. Например, при обработке валов на всех операциях используется одна и та же база — центровые отверстия. Для получения наибольшей точности стремятся по возможности провести весь процесс обработки от одной базы и с одной установки, устраняя тем самым возможные смещения детали.

ЦКТИ совместно с Белгородским котельным заводом разработана конструкция головного газомазутного котла ГМН-75 с последовательно расположенными поверхностями нагрева по длине котла (рис. 1-4). Котел рассчитан на получение 20,8 кг пара в секунду при давлении в барабане котла 42,2 бар и температуре перегретого пара 440° С. В конструкции котла осуществлены и развиты многие передовые идеи котлостроения: применен наддув, повышено энерговыделение топочного объема, увеличены скорости движения газов по газоходам котла. Котел изготовляется в виде крупных транспортабельных блоков, конструкция не нуждается в тяжелых несущих каркасах, обшивка охлаждается воздухом. Горизонтальное расположение поверхностей нагрева упрощает и снижает стоимости строительной конструкции котельной и коммуникаций пара, воды, газа и воздуха, облегчается эксплуатация и ремонт оборудования.

8-2. Теплообмен между произвольно расположенными поверхностями

8-2. Теплообмен между произвольно расположенными поверхностями ............................... 205

точно отработан для изделий, имеющих сложную форму. Кремний стремится высадиться в виде порошка или бесструктурной массы в ограниченном пространстве, например, между близко расположенными поверхностями, уже покрытыми пленкой. Это затрудняет промышленное внедрение метода.

Накатывание резьб осуществляется гребенками или роликами на резьбонакатных автоматах путем пластической деформации заготовки. Этот способ высокопроизводителен, применяется в массовом производстве при изготовлении стандартных крепежных деталей. При накатке резьбы создается профиль с благоприятно расположенными волокнами, в результате предел выносливости повышается на 40 ...90% по сравнению с нарезанной резьбой.

Рассматриваемый здесь подход к вычислению эффективных модулей композиционных материалов основан на понятии представительного элемента объема, т. е. такого элемента, в котором все усредненные по объему компоненты тензоров напряжений и деформаций равны соответствующим величинам, вычисленным для композита в целом. Из-за математических трудностей решение задачи в микромеханической постановке обычно доводится до конца только для сравнительно простых композитов, например для бесконечной упругой матрицы, армированной одинаковыми параллельными упругими волокнами, образующими двоякопериодическую систему. Исключением из этого общего правила является работа Сендецки [17], в которой решена задача о продольном сдвиге матрицы, армированной произвольно расположенными волокнами произвольного диаметра. Поскольку приведенное выше математическое определение эффективных модулей отличается от физического определения, основанного на экспериментально наблюдаемых усредненных по поверхности значениях компонент тензоров напряжений и деформаций, важно понимать, что между этими двумя определениями существует связь, устанавливаемая в результате микромеханического исследования (см. разд. V).

Сендецки [134] моделировал композит произвольно расположенными волокнами с круговыми поперечными сечениями. Рассматривая касательные напряжения, параллельные волокнам, он получил решение упругой краевой задачи в рядах, т. е. точное выражение модуля сдвига вдоль волокон. К сожалению, ряды сходятся очень медленно и полученное решение имеет чисто академический интерес.

Разрыв происходит впервые (т. е. октаэдрическое касательное напряжение в наиболее напряженном элементе превосходит предельное значение сопротивления материала, определяемого конечной точкой кривой рис. 1) в локальной зоне между близко расположенными волокнами. Численное решение Адамса [1, 2] на этом этапе заканчивается, поскольку не было достаточных данных для того, чтобы рассматривать возникающую и распространяющуюся трещину (локальный разрыв материала). Процедура, позволяющая исследовать возникновение трещины, ее

Качественные исследования видов разрушения и его распространения были проведены на микрофотоупругих моделях Розе-ном [55], Александером с соавторами [5], а также Капуто и Хил-зингером [8]. В последней работе использовались одно- и двухслойные стеклоэпоксидные и графитоэпоксидные модели с редко расположенными волокнами. Применялось обычное фотографирование и высокоскоростное фотографирование со скоростью 3000 кадров в секунду. Эта скорость, однако, слишком мала для изучения реальных динамических явлений. Изучалось, какое влияние на разрушение оказывают тип волокон, их ориентация, вид дефектов (обрыв волокна, несцепленное с матрицей волокно, полость в матрице) и условия нагружения (статическое растяжение, двухосное растяжение — сжатие, двухосное растяжение, циклическое растяжение и удар). Четко показаны роль матрицы в распределении нагрузки между волокнами, а также

СТЕКЛОПЛАСТИК ОРИЕНТИРОВАННЫЙ (СВАМ, АГ-4с) — пластмасса, армированная параллельно расположенными волокнами, нитями или жгутами. С. о.— конструкционный и электроизоляционный материал, специфич. особенности к-рого определяются способом его получения, переработки и св-вами исходных компонентов (стеклянных волокон и полимерных связующих). Для С. о. характерны: сочетание высокой прочности и малого уд. веса; ярко выраженная анизотропия физико-механич. св-в, позволяющая усиливать материал конструкции в заданном направлении в соответствии с распределением напряжений в деталях; стойкость к агрессивным средам; незагнивае-мость; немагнитность и высокие диэлект-рич. св-ва; малая теплопроводность. Повышенные физико-механич. св-ва обусловливаются возможностью эффективного использования прочности тонких стеклянных волокон в С. о. Это достигается строгой ориентацией и натяжением волокон в полимерном связующем; отсутствием переплетений, вызывающих дополнит, напряжения и уменьшение прочности, особенно при сжатии; частичным или полным исключением текстильной переработки, снижающей прочность самих волокон; применением полимерных связующих, обеспечивающих совместную работу системы волокон вплоть до момента разрушения. В С. о. можно использовать стеклянные волокна диаметром свыше 10—12 мк (к-рые вследствие малой гибкости не могут применяться в произ-ве стеклотканей). Для получения С. о. применяются гл. обр. стеклянные волокна алюмоборосиликатного, реже кальциевонатриевого и др. составов. Оптимальное содержание стекла в С. о. 78—85% (по весу). Выбор связующих определяется требованиями к прочности, жесткости, термо- и влагостойкости, диэлек-трич. св-вам и др., а также технологич. и экономич. соображениями. От упругих и неупругих хар-к связующих, их когезион-ной прочности и адгезии к стеклу, смачиваемости, обусловливающей равномерное распределение пленок на поверхности волокон, зависит степень использования прочности волокон и св-ва материала. Широкое применение в С. о. находят композиции

(II) Слоистый материал, армированный тканью. Так же как и для рассмотренного выше материала, для слоистого материала, армированного тканью, можно выделить краевое и плоскостное направления. В отличие от материала, армированного короткими случайно расположенными волокнами, слоистый материал, армированный тканью, в плоскости, соответствующей краевому направлению, не является изотроп-

Наличие четырех стадий на кривой деформации композиционного материала с металлической матрицей с непрерывными одно-осно расположенными волокнами для Случая, когда напряжение приложено параллельно направлению волокон, описано Мак Дэ-ниелсом и др. [25], Кели и Дэвисом [17^.

Особую группу волокнитов образуют материалы с параллельно расположенными волокнами наполнителя. Такую структуру имеют изделия, полученные намоткой стеклянного волокна. Ориентация волокон служит причиной анизотропии. Вдоль волокон прочность максимальна, а в поперечном направлении — минимальна.

СТЕКЛОПЛАСТИК ОРИЕНТИРОВАННЫЙ (СВАМ, АГ-4с) — пластмасса, армированная параллельно расположенными волокнами, нитями или жгутами. С. о.— конструкционный и электроизоляционный материал, специфич. особенности к-рого определяются способом его получения, переработки и св-вами исходных компонентов (стеклянных волокон и полимерных связующих). Для С. о. характерны: сочетание высокой прочности и малого уд. веса; ярко выраженная анизотропия физико-механич. св-в, позволяющая усиливать материал конструкции в заданном направлении в соответствии с распределением напряжений в деталях; стойкость к агрессивным средам; незагнивае-мость; немагнитность и высокие диэлект-рич. св-ва; малая теплопроводность. Повышенные физико-механич. св-ва обусловливаются возможностью эффективного использования прочности тонких стеклянных волокон в С. о. Это достигается строгой ориентацией и натяжением волокон в полимерном связующем; отсутствием переплетений, вызывающих дополнит, напряжения и уменьшение прочности, особенно при сжатии; частичным или полным исключением текстильной переработки, снижающей прочность самих волокон; применением полимерных связующих, обеспечивающих совместную работу системы волокон вплоть до момента разрушения. В С. о. можно использовать стеклянные волокна диаметром свыше 10—12 мк (к-рые вследствие малой гибкости не могут применяться в произ-ве стеклотканей). Для получения С. о. применяются гл. обр. стеклянные волокна алюмоборосиликатного, реже кальциевонатриевого и др. составов. Оптимальное содержание стекла в С. о. 78—85% (по весу). Выбор связующих определяется требованиями к прочности, жесткости, термо- и влагостойкости, диэлек-трич. св-вам и др., а также технологич. и экономич. соображениями. От упругих и неупругих хар-к связующих, их когезион-ной прочности и адгезии к стеклу, смачиваемости, обусловливающей равномерное распределение пленок на поверхности волокон, зависит степень использования прочности волокон и св-ва материала. Широкое применение в С. о. находят композиции