Скалывающее напряжение

Коэффициент линейного расширения имеет характерную для каждого металла величину, несколько уменьшается с понижением температуры и скачкообразно изменяется при фазовых превращениях в процессе остывания (увеличение объема при перлитизации -сталей, перлитизации и графитизации серых чугунов в интервале эвтектоидного превращения 720-73CFC). - • -

Рассмотрим изменение энтальпии реальных веществ, которые могут менять свои фазовые состояния и теплоемкость которых зависит от температуры и скачкообразно изменяется в момент фазовых переходов. В общем виде уравнение для расчета энтальпии реального вещества, имеющего одно фазовое превращение в твердом состоянии, будет следующим:

Рисунок 4.32 - Параметрическая диаграмма длительной прочности [36] Точка С, отвечающая изменению ведущего механизма разрушения (при достижении ее начальная энергия активации разрушения скачкообразно изменяется с L] до L2), характеризует точку бифуркации. В этой связи следует придать фундаментальное значение параметрам LJ и L^ и пороговому напряжению ас, отвечающему точке С. Такой тип зависимости подтвержден массовыми экспериментами на стали различного уровня прочности, сплавах никеля, титана, алюминия, магния и др. Это позволило разработать систему критериального

Полированный образец (см. рис. 7.8) устанавливается в вакуумную камеру и нагревается в вакууме пропусканием электрического тока до заданной температуры, контролируемой приваренной к ' образцу термопарой. В необходимый момент времени в камеру напускается строго дозированная порция воздуха. Под воздействием кислорода на поверхности образца образуется окисная пленка. Ее толщина зависит от величины поверхностной энергии, которая, в свою очередь, зависит от кристаллографической ориентации поверхности и плотности дефектов. В результате толщина окисной пленки скачкообразно изменяется при переходе от одного зерна к другому. Регулированием объема вводимого воздуха можно добиться, чтобы толщина пленки не превосходила величины, необходимой для интер--ференции! света в видимом диапазоне. Тогда при скачкообразной смене поверхностной ориентации изменяется цвет на участках.

Стеклование полимеров — переход полимера из высокоэластического состояния в стеклообразное при охлаждении. Характеризуется точкой стеклования, т. е. температурой (°С), при которой скачкообразно изменяется коэффициент теплового расширения полимера; изменение же эластических свойств происходит значительно более плавно и может происходить в интервале температур в 50° С (температура стеклования).

Коэффициент линейного расширения имеет характерную для каждого металла величину, несколько уменьшается с понижением температуры и скачкообразно изменяется при фазовых превращениях в процессе остывания (увеличение объема при перлитизации сталей, перлитизации и графитизации серых чугунов в интервале эвтектоидного превращения

Последний член в формуле (289) отличается от формулы (284), так как на границе п и п + 1-го участков температура скачкообразно изменяется от значения tn до tn+\.

где —-значение координаты х, при которой температура стенки скачкообразно изменяется и начинается теплообмен; Te = Tw(x)—TI, причем температура внешнего потока Ti постоянна;

Соответствующая формула получается и для хе. Тогда безразмерные области влияния и подъема (обе отнесены к длине пластины) вместе с Re t~~s/a будут стремиться к нулю. С помощью формулы (33) можно очень легко перейти от решения вязкой задачи к решению невязкой задачи. Если приравнять нулю коэффициент вязкости, то в фиксированной точке длины L пластины область подъема уменьшается по закону ^3/а {[Аоо/(А при этом всегда постоянно); толщина вытеснения пограничного слоя при этом стремится к нулю. В конце концов толщина вытеснения пограничного слоя и область подъема становятся настолько малыми, что их практически можно принять равными нулю. При расчете не слишком длинного участка (порядка толщины пограничного слоя) это приводит к тому, что компонента и скорости потока не постепенно растет от нуля на стенке до значения во внешнем потоке, а непосредственно на стенке скачкообразно изменяется от нуля до величины во внешнем потоке. Компонента и на стенке также равна нулю. В невязких задачах (большие числа Рейнольдса) это непосредственно вытекает из физики явления- Следует заметить, что наши характеристики области влияния, соответствующие в работе [21] величине f(Mj— 1) Re/.] -''*, в [25] и [26] — [(Afj—l)ReL]~3", в [32]—((Alt-1) Ret]-''".стремятся к нулю. При больших Rez, результаты работ [25] и [26] хорошо согласуются с нашим асимптотическим представлением (33), если в последнем опустить температурные множители.

исчезают, а энтропия скачкообразно изменяется.

личина АЯГ в этой точке скачкообразно изменяется на велчи-

Рассматривая включение, твердость которого выше, чем металлической матрицы, как барьер на пути продвижения дислокаций, можно оценить величину концентрации напряжений в головной части образующегося плоского скопления из п дислокаций (т. е. непосредственно около включения) как произведение пт, где т — действующее скалывающее напряжение. Этим объясняется развитие коррозионно-механических трещин из зоны, непосредственно примыкающей к включению.

Рассматривая включение, твердость которого выше, чем металлической матрицы, как барьер на пути продвижения дислокаций, можно оценить величину концентрации напряжений в головной части образующегося плоского скопления из п дислокаций (т. е. непосредственно около включения) как произведение т, где т — действующее скалывающее напряжение. Этим объясняется развитие коррозионно-механических трещин из зоны, непосредственно примыкающей к включению.

Упрочнение, отдых, рекристаллизация. Критическое скалывающее напряжение сильно зависит от степени предварительной деформации кристалла, увеличиваясь с ростом последней. Так, предварительная деформация монокристаллов магния на 350% приводит к увеличению т„ примерно в 25 раз. Еще более сильное упрочнение испытывают кристаллы кубической системы — алюминий, медь и др. Это явление получило название упрочнения или наклепа. Оно свидетельствует о том, что скольжение вдоль данной плоскости создает в ней необратимые искажения (несовершенства), которые затрудняют дальнейшее протекание процесса скольжения. В настоящее время считается, что такими несовершенствами являются дислокации, которые будут подробно рассмотрены в § 1.11.

Естественно принять тт за критическое скалывающее напряжение.

Критическое скалывающее напряжение, необходимое для действия источника, находящегося внутри кристалла,

У бериллия скольжение встречается только по плоскости базиса (0001) и призмы (1010), а дврйникование — по плоскости пирамиды (1012] и в меньшей степени по плоскостям (1011) и (1013). В поликри-сталлич. бериллии скольжение по базису преобладает, т. к. скалывающее напряжение по плоскости базиса составляет четвертую часть напряжения по плоскости призмы. Скольжение по базису ведет к образованию изгиба, к-рый вызывает разрушение по плоскости базиса или по плоскости призмы 2-го рода (1120). Образование изгиба и разрушение по плоскости (1120) обусловливается также двойникова-нием. Значительное скольжение без разрушения возможно лишь по плоскостям призмы (1010). Увеличение темп-ры до 500° вызывает заметное снижение критич. скалывающего напряжения по плоскостям призмы и незначительное увеличение его для скольжения по базису. Быстрое увеличение пластичности связано с понижением склонности к скольжению по базису, облегчением скольжения по плоскости призмы и затруднением двойникования. При высоких темп-pax встречается также скольжение по плоскостям пирамиды (10IX).

нием чистоты система скольжения по плоскости призмы (1010) становится предпочтительной. Повышение чистоты бериллия должно уменьшить критич. скалывающее напряжение для скольжения по плоскости призмы до значения более низкого, чем это необходимо для скольжения по базису, что приводит к увеличению пластичности бериллия.

tup — скалывающее напряжение от крутящего момента.

скалывающее напряжение обратно пропорционально корню квадратно-

Максимальное скалывающее напряжение будет у концов стержня

У бериллия скольжение встречается только по плоскости базиса (0001) и призмы (1010), а двойникование — по плоскости пирамиды (1012) и в меньшей степени по плоскостям (1011) и (1013). В поликри-сталлич. бериллии скольжение по базису преобладает, т. к. скалывающее напряжение по плоскости базиса составляет четвертую часть напряжения по плоскости призмы. Скольжение по базису ведет к образованию изгиба, к-рый вызывает разрушение по плоскости базиса или по плоскости призмы 2-го рода (1120). Образование изгиба и разрушение по плоскости (1120) обусловливается также двойникова-нием. Значительное скольжение без разрушения возможно лишь по плоскостям призмы (1010). Увеличение темп-ры до 500° вызывает заметное снижение критич. скалывающего напряжения по плоскостям призмы и незначительное увеличение его для скольжения по базису. Быстрое увеличение пластичности связано с понижением склонности к скольжению по базису, облегчением скольжения по плоскости призмы и затруднением двойникования. При высоких темп-pax встречается также скольжение по плоскостям пирамиды (101Х).

нием чистоты система скольжения по плоскости призмы (1010) становится предпочтительной. Повышение чистоты бериллия должно уменьшить критич. скалывающее напряжение для скольжения по плоскости призмы до значения более низкого, чем это необходимо для скольжения по базису, что приводит к увеличению пластичности бериллия.