Распухания материалов

При опытном подборе режима сварки нужно обрабатывать полученные результаты в виде зависимости между безразмерными критериями, что позволяет распространить полученные данные па все подобные явления.

Полученные расчетные методики, приведенные во 3 главе, учитывающие при оценке несущей способности сферических оболочек ориентацию разупрочненных участков (прослоек), были разработаны применительно к классу тонкостенных конструкций. В связи с этим их использование ограничено параметром толстостенности Ч' = /1R < 0,1. Однако установленные закономерности по влиянию поперечной жесткости тонкостенных оболочек, ослабленных наклонными мягкими прослойками /2/ на их несущую способность, а так же разработанные в рамках настоящей главы принципы построения и математического описания сеток линий скольжения в толстостенных сферических оболочках позволяет распространить полученные расчетные методики на класс толстостенных оболочек (У » 0.1).

Полученные расчетные методики, приведенные во 3 главе, учитывающие при оценке несущей способности сферических оболочек ориентацию разупрочненных участков (прослоек), были разработаны применительно к классу тонкостенных конструкций. В связи с этим их использование ограничено параметром толстостенности Ч* = 11R < 0,1. Однако установленные закономерности по влиянию поперечной жесткости тонкостенных оболочек, ослабленных наклонными мягкими прослойками 111 на их несущую способность, а так же разработанные в рамках настоящей главы принципы построения и математического описания сеток линий скольжения в толстостенных сферических оболочках позволяет распространить полученные расчетные методики на класс толстостенных оболочек (Ч*» 0,1).

Несмотря на то что любую поверхность можно описать уравнением вида (5) , не всякую поверхность можно выбрать в качестве поверхности прочности; более того, поверхность прочности не может быть мнимой и должна быть односвязной. Условия, которым должны удовлетворять коэффициенты Ft, Рц, . . . для того, чтобы выполнялись эти требования, изучаются в курсах геометрии. Геометрическая интерпретация полезна при установлении ограничений на Fit Рц, ... и при определении главных осей. При плоском напряженном состоянии поверхность прочности является трехмерной, так как определяется тремя компонентами напряжений QI, 02 и а<;. Ради краткости изложения мы ограничимся — при рассмотрении геометрических интерпретаций и изучении корней уравнения (5) — лишь плоским напряженным состоянием и трехмерными поверхностями прочности. Метод определения характеристических направлений в /г-мерном евклидовом пространстве позволяет распространить полученные ниже результаты на случай трехмерных напряженных состояний и шестимерные поверхности прочности. Развернув уравнение (56) для случая плоского напряженного состояния, т. е. для i,j = 1, 2, 6, получим уравнение поверхности прочности второго порядка:

Произведены расчеты оптимизационной задачи на примере трехфазного сверхпроводящего кабеля, что позволяет распространить полученные результаты на более современные конструктивные решения. Получены зависимости удельных приведенных затрат от напряжения в диапазоне мощностей от 0,5 до 10 ГВ-А. Если в качестве верхней границы стоимости изготовления сверхпроводящего кабеля принять стоимость существующего опытного производства (1200 руб/м), а в качестве нижней— максимальную реальную стоимость изготовления масло-наполненных кабелей (200 руб/м), то удельные приведенные затраты, руб/(МВ • А • км), на сверхпроводящих линиях электропередачи с кабелем, состоящим из трех однофазных коак-сиалов в одной криорубашке с пофазным экранированием, составят:

Не представляет большого труда распространить полученные выше формулы (7-11) для диффузионного горения графита на случай композиционных материалов, например углепластиков, в которых на долю графита приходится лишь часть массы исходного материала фс . Допустим, что разрушение материала в целом определяется либо уносом массы прочного коксового остатка, который почти полностью состоит из углерода, либо уносом массы графитовых волокон. Тогда при диффузионном режиме разрушения такого материала можно записать такое соотношение:

Эта методы позволяют определять как локальные, так и средние (по зонам) плотности различных видов излучения. Рассмотрим существо этих методов более подробно на основе обобщенного интегрального уравнения теплообмена излучением. Это позволит распространить полученные ранее результаты на излучающие си-

2) взаимодействие между пограничными тепловыми слоями соседних труб пучка пренебрежимо мало (это предположение не позволяет распространить полученные автором результаты на тесные пучки).

Соотношение времен сепарации тс и выгорания тв, вычисленное в диапазоне скоростей vrl от 24 до 240 м/сек, представлено на рис. 5 для частиц двух размеров. Рассмотренный большой диапазон скоростей позволяет распространить полученные выводы также и на случай, когда имеет место значительное падение крутки потока.

Описанный приближенный метод расчета дает значения выходных характеристик пограничного слоя при Рг=1. Им охватывается область относительно малых отрицательных градиентов давления и область больших положительных градиентов давления. Возможны течения с большими значениями отрицательных градиентов давления, чем соответствующие значениям формпара-метра Г, на которые можно распространить полученные результаты (например, течение газа с сильными градиентами давления в соплах). Для выяснения возможности распространения настоящего метода на расчет таких течений необходимо получить точные решения уравнений пограничного слоя для dp/dx<0, значения которых выходят за пределы, рассмотренные в '[Л. 139]. Недостатком метода является также и то, что по мере приближения пограничного слоя к отрыву формпараметр Г достигает максимального значения, а затем уменьшается. В результате трудно точно установить положение места отрыва. Авторы [Л. 140] считают, что влиянием числа Рг на трение можно пренебречь как малым (максимальное различие в значениях ?/]/"Кеж, рассчитанных при Рг=1 и Рг = 0,7, составляет около 7%). Более значительным является влияние числа Прандтля на теплообмен; в [Л. 140] предлагается его учитывать умножением правой части уравнения (6-22) на Рг*, где а — показатель, значения которого рекомендуется принимать следующими:

ных испытаний, проводящихся в самых различных отраслях машиностроения. Имея такие данные испытаний по одному типоразмеру аппарата, можно при определенных условиях, применяя законы подобия и моделирования, распространить полученные зависимости на другие однотипные гидравлические аппараты.

В практике встречаются случаи, когда некоторые зависимости известны, а некоторые, также влияющие на технологический процесс, неизвестны. В этих случаях за основу берут ту модель, которая описывает известные зависимости. Эту модель усложняют, наделяя ее некоторыми дополнительными свойствами. Таким образом вводятся некоторые дополнительные постоянные. Значения этих постоянных определяются так, чтобы зависимости, используемые в дальнейшем, наилучшим образом совпадали с экспериментальными (см., например, определение коэффициентов модели, гл. III). Преимущество описанного подхода по сравнению с использованием чисто экспериментального определения необходимых зависимостей заключается в том, что аппроксимирующие эксперименты зависимости выбирают не формально, а с использованием имеющегося опыта. Это позволяет с большей вероятностью распространить полученные зависимости за область эксперимента и получить из модельного представления некоторые другие зависимости, которые экспериментально не проверены (или проверены недостаточно).

Эксперименты по ионному облучению позволяют осуществлять более строгий контроль за величиной дозы облучения, температурой образца и другими параметрами по сравнению с экспериментами на реакторах; проводить эксперименты при циклических условиях облучения; предварительно, импульсно и непрерывно вводить гелий (или атомы других газов) в любом соотношении с числом смещенных атомов; набирать дозы, не достигаемые в действующих ядерных установках; проводить исследования по влиянию на радиационное распухание материалов скорости смещения атомов, изменяя ее в широких пределах, в связи с чем ионное облучение широко используется при исследовании закономерностей развития радиационного распухания материалов (построение дозной, дозно-скоростной, температурной зависимостей распухания), а также при изучении механизмов зарождения и роста пор, механизмов подавления или ускорения радиационного распухания металлов и сплавов примесными атомами.

Поры. На современном этапе исследований радиационного распухания материалов в большинстве случаев экспериментальный

радиационного распухания материалов

вале. Часто для учета процесса распухания при конструировании элементов активной зоны быстрых реакторов используются эмпирические закономерности, позволяющие определить степень распухания материалов в зависимости от нейтронного потока и температуры. Эмпирические зависимости не вытекают из теоретических соображений и представляют собой один из бесчисленных вариантов аппроксимации кривой. Задача нахождения эмпирической зависимости Д VI V от Т и Ф1 обычно сводится к нахождению функций g(T) = = SF (TJ) и V (Ф/) (см. уравнение (5.8)). В качестве первой можно взять одну из следующих функций [84]:

Зависимость скорости распухания материалов от скорости смещения атомов и каскадности повреждения

Экспериментально установлено, что увеличение потока частиц (скорости смещения атомов) неоднозначно влияет на величину распухания материалов в максимуме [91—94].

Исследования влияния скорости смещения атомов и каскад-ности повреждения на скорость радиационного распухания материалов пока не завершились разработкой методики переноса результатов имитационных экспериментов на условия реакторного облучения. Предполагается, что эта проблема может быть решена в рамках корреляционных экспериментов [102, 103].

Согласно зависимости распухания материалов от плотности дислокаций (см. рис. 77) для предсказания влияния холодной обработки на распухание металлов и сплавов при заданных условиях облучения необходимо знать: дислокационную структуру отожженных образцов; дислокационную структуру холоднообработан-ных образцов; изменение дислокационной структуры отожженных и холоднообработанных образцов в процессе облучения.

Закономерности, представленные уравнениями (5.23), (5.24), описывают влияние напряжения на скорость распухания сталей. Потенциально к ускорению распухания материалов, находящихся в течение облучения под напряжением, могут привести следующие факторы [1421: рост пор и газовых пузырьков на границах зерна; объемные изменения, связанные с гидростатической компонентой радиационного крипа; увеличение скорости роста пор внутри зерна, обусловленное изменением потоков точечных дефектов к порам и эмиссионного потока вакансий из пор.

§ 4. ПУТИ СНИЖЕНИЯ СКОРОСТИ РАДИАЦИОННОГО РАСПУХАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

В работах Венкера [189, 190] показано, что скорость распухания материалов, в том числе и сплавов Fe — Cr — Ni, зависит от соотношения парциальных коэффициентов диффузии: чем больше различие парциальных коэффициентов диффузии элементов, составляющих сплав (рис. 103), тем меньше скорость распухания сплава.