Распространения магистральной

При этом вследствие потерь энергии в теле амплитуды колебаний отдельных точек тела будут постепенно убывать по мере удаления от точки, которая приводится возмущением в колебательное движение. Эту картину распространения колебаний вдоль сплошного тела можно продемонстрировать на мягкой и длинной пружине, лежащей на стекле. Если один конец пружины привести в колебательное движе-

где и — отклонение малого участка струны от положения равновесия; х — расстояние участка от начала координат; а — скорость распространения колебаний.

С квантовой точки зрения лучистый поток представляет собой поток некоторых частиц—фотонов, энергия которых равна Av, где /г=6,62-10~34 Дж-с — постоянная Планка и v — частота колебаний эквивалентного электромагнитного поля. Напомним, что длина волны Я связана с частотой v соотношением Kv=c, где с—скорость распространения колебаний (в вакууме с=3-105 км/с).

С квантовой точки зрения лучистый поток представляет собой поток некоторых частиц-фотонов, энергия которых равна hv, где h = 6,62-10~34 Дж-с — постоянная Планка и v — частота колебаний эквивалентного электромагнитного поля. Напомним, что длина волны Я связана с частотой колебания v соотношением Kv —с, где с — скорость распространения колебаний (в вакууме с = = 3-10» м/с).

Целью виброизоляции механизмов является создание таких условий на пути распространения колебаний, которые увеличили бы необратимые потери и тем самым уменьшили передаваемую от источника колебательную энергию. При разработке мероприятий по виброизоляции следует добиваться, чтобы амплитуды колебаний, проходящих через акустический фильтр, которым являются всякого рода упругие прокладки, были возможно меньше.

Другим примером, когда материал должен рассматриваться как ортотропный, является трехмерноармировашшй композит. В работе [130] приведены уравнения для всех классов симметрии, однако даже в случае ортотропного материала уравнения в общем виде очень сложны. Даже если известны положения плоскостей симметрии (по геометрии структуры материала), только шесть упругих констант могут быть получены из исследования распространения колебаний простого типа вдоль осей симметрии материала. Для получения остальных трех независимых констант необходимо использовать колебания смешанного типа. Очевидно, впервые ультразвуковой метод для полной характеристики свойств ортотропного материала был использован в работе [181] при исследовании различных типов тканевых композитов,

где v — фазовая скорость распространения колебаний в цепочке. Эта частота является характеристикой материала и, как видно . из (4.2), определяется межатомным расстоянием и скоростью распространения колебаний в цепочке (кристалле).

Для характеристики волновых процессов удобно пользоваться волновым вектором q, по направлению совпадающим с направлением распространения колебаний, и с модулем q = 2п/К. Так как Я = v/v, где v — частота колебаний, то q = 2nv/v = со/и. Отсюда

Если бы фазовая скорость v, входящая в (4.3), не зависела от длины волны q, то <о была бы пропорциональна q и дисперсионной кривой со (q) была бы прямая /, показанная на рис. 4.1, г штриховой линией. Этот случай должен реализоваться для непрерывной среды. В цепочке же, построенной из упруго связанных атомов, т. е. имеющей дискретную структуру, короткие волны, которым отвечают более высокие частоты колебаний, распространяются медленнее, чем длинные. Иначе говоря, для тел с дискретной структурой должно иметь место явление дисперсии — зависимость скорости распространения колебаний от длины волны или, что то же самое, от волнового вектора q. Для простейшего случая линейной цепочки упруго связанных атомов зависимость v от q выражается следующим соотношением:

уменьшается, вследствие чего уменьшается и фазовая скорость и распространения колебаний в цепочке (явление дисперсии). Это приводит к нарушению линейной зависимости между со и q и отклонению вниз дисперсионной кривой 2, которая в пределе при 9тах = ±я/а, соответствующем A,mlD = 2а, становится параллельной оси q.

Прибор ДСК-1 рассчитан как на применение относительного метода структурного анализа металлов, так и на возможность измерения абсолютных значений затухания и скорости распространения колебаний. Прибор укомплектован искателями различного типа с пьезоэлементами из кварца Х-среза: прямыми (нормальными), прямыми раздельно-совмещенными, наклонными и наклонными раздельно-совмещенными. Искатели позволяют возбуждать в контролируемых изделиях продольные, поперечные, поверхностные волны и волны Лэмба в диапазоне частот от 0,65 до 10 МГц. Прибор одноблочный, питается от сети переменного тока, основные размеры 540x360x235 мм, масса около 23 кг.

2. Хрупкое. Происходит в результате распространения магистральной трещины после пластической деформации,

2. Хрупкое. Происходит в результате распространения магистральной трещины после пластической деформации, сосредоточенной в области действия механизма разрушения.

2. Хрупкое разрушение. Происходит в результате распространения магистральной трещины при пластической деформации, сосредоточенной в малой области действия механизма разрушения.

Для инспекции и прогнозирования возможности разрушения при напряжениях, близких к пределу выносливости, важно знать критический размер дефекта, который может привести к началу распространения магистральной усталостной трещины и, в конце концов, к разрушению материала или конструкции. На рис. 45 приведены данные о размере нераспространяющихся усталостных микротрещин в низкоуглеродистой стали в зависимости от размера ферритного зерна. Видно, что их величина хороню коррелирует с размером зерна.

Добавление этой дополнительной длительности работы колес с усталостными трещинами к уже установленной для этапа распространения трещины свидетельствует о том, что для двух исследованных ЗК с наработкой 875 и 511 ч после последнего ремонта вся длительность работы детали с усталостной трещиной была существенно меньше после ее зарождения от шлиц. Следовательно, если в ЗК трещины отсутствовали во время ремонта, то существует высокая вероятность того, что в межремонтный период может происходить зарождение и развитие всего процесса усталостного выкрашивания шлиц, последующего зарождения и распространения магистральной усталостной трещины до разрушения ЗК. Поэтому для данного вида ЗК при допуске начального выкрашивания шлиц в эксплуатацию было введено дополнительное требование к однократному контролю ЗК при половине наработки межремонтного ресурса.

Наиболее крупная магистральная трещина образовалась в результате слияния двух параллельных усталостных трещин, которые возникли у основания укороченных шлиц (см. рис. 13.31). При слиянии первоначальных трещин произошло отделение части шлица, а образовавшийся концентратор послужил очагом распространения магистральной трещины, которая и была выявлена в эксплуатации. Аналогичные случаи образования магистральной трещины имели место и ранее. В одном случае, распространение трещин произошло до критического размера, что привело к разрушению вала в полете и отделению винта, который в последующем не был найден.

контролируемых величин выбраны высота бороздок усталости шаг между бороздками и изменение этого шага по длине усталое™ ?НМТ? В Направлении Распространения магистральной трещины

Особенностью микрорельефа разрушения отожженной стали в низкоамплитудной области (Д/С =8,3 МПа • м1/2, v = 3,7 • 10~ь мм/цикл) является наличие усталостных бороздок (рис. 45, а), расположенных на очень близком расстоянии друг от друга и разделенных на отдельные группы ступеньками. Как правило, бороздки обращены выпуклостью в направлении распространения магистральной трещины. Наряду с бороздками у стали в этой области разрушения имеются следы усталостного разрушения. При наличии водорода происходит межзеренное разрушение (рис. 45, б), следов усталостного разрушения почти не наблюдается.

2. Хрупкое разрушение. Происходит в результате распространения магистральной трещины при пластической деформации, сосредоточенной я малой области действия механизма разрушения.

Большое количество экспериментальных работ в области механики разрушения связано с первой стадией разрушения — инициацией трещины, для описания которой используется ряд характеристик трещиностоикости для случаев статического и динамического нагру-жения [8, 9]. Однако при проектировании некоторых категорий конструкций (корпуса судов, магистральные трубопроводы, сосуды давления, строительные листовые конструкции и др.) необходим анализ кинетики возможного разрушения с прогнозированием условий не только инициации, но и распространения магистральной трещины. По результатам такого анализа можно определить условия остановки трещины, что позволит обосновать соответствующие конструктивные и технологические решения. Предпосылкой этому послужили экспериментальные работы, посвященные рассмотрению температурных и си-

из стенки гнутого профиля, обнаружены (после шлифовки и полировки поверхности разрушения) на их продолжении явно выраженные тонкие разрывы металла, образовавшиеся по плоскости скопления неметаллических включений во время распространения магистральной трещины. Для более детального изучения этого факта проведены металлографические исследования исходной структуры ряда сталей, указанных в табл. 4.1. Полученные результаты показали, что полосчатость микроструктуры (ГОСТ 5640-68) отсутствует в прокате и слабо выражена в замкнутых гнуто-сварных профилях (ЗГСП). В то же время в двух видах листового проката в центре толщины листа наблюдались прерывистые полосы, обогащенные перлитом.