Сдвигающих напряжений

ляются. Однако при достаточно длинных брусьях, у которых длина много больше размеров поперечного сечения, это искривление сечения незначительно. Поэтому при определении закона распределения напряжения по высоте поперечного сечения при поперечном изгибе предполагают, что сечения стержня остаются плоскими и нормальными к его изогнутой оси. Это предположение называют гипотезой плоских сечений, из которой прямо следует, что распределение напряжений по высоте поперечного сечения должно быть линейным. Причем в отсутствие продольной силы нейтральное волокно, являющееся геометрическим местом центров тяжести поперечных сечений, не напряжено. Следовательно, нормальное напряжение определяется той же формулой (5.16), какая была получена для чистого изгиба. Разница же между чистым и поперечным изгибом состоит в появлении на поверхности поперечных сечений стержня сдвигающего напряжения т.

Для того чтобы существовало необходимое трение на поверхности соприкосновения обеих деталей, при сборке соединения следует создать некоторое начальное распределенное нормальное давление р^. Тогда максимально возможное значение распределенного сдвигающего напряжения на поверхности посадки рт нт — =fpN, где/ — коэффициент трения. И пока сдвигающее напряжение рт, вызванное на этой поверхности внешней продольной силой FA или внешним крутящим моментом Т, будет меньше рт нт (т. е. пока рт < рт iim), скольжения на посадочной поверхности не произойдет и соединение будет вести себя как неразъемное.

Вязкость — это свойство жидкого вещества к восприятию сдвигающего напряжения т, вызываемого деформацией сдвига и зависящего от градиента среза D. Коэффициент про-

Закон сдвигающего напряжения. Пластическая деформация, т. е. необратимое изменение формы кристаллического тела, может наступить только в том случае, если сдвигающее напряжение, возникающее в деформируемом теле, достигает определённой величины, зависящей от природы тела и условий деформации.

Схема главных напряжений оказывает влияние также на сопротивление деформации. Если главные напряжения, участвующие в схеме, имеют одинаковые знаки (одноимённая схема), то они дают в плоскости сдвига различно направленные компоненты сдвигающего напряжения. Благодаря этому повышается сопротивление по сравнению с истинным сопротивлением, т. е. сопротивлением при линейном растяжении. Если главные напряжения, участвующие в схеме, имеют разные знаки (разноимённая схема), то они дают в плоскости сдвига одинаково направленные компоненты сдвигающего напряжения. Благодаря этому понижается сопротивление деформации по сравнению с истинным сопротивлением. На фиг. 9 более низким номером с индексом С отмечены схемы, отвечающие более низкому сопротивлению, буквами а и б отмечены промежуточные схемы.

Скольжение в металлах нельзя рассматривать как одновременный сдвиг одной части кристалла относительно другой по всей плоскости скольжения. Для такого смещения необходимо было бы создать напряжения чрезмерно большой величины. Теоретическое значение максимального сдвигающего напряжения равно т = = G/2n (G — модуль сдвига). Расчеты показывают, что теоретическое значение максимального сдвигающего напряжения во много раз больше, получаемых экспериментально. Несоответствие теоретических и эксперимен-

Вязкость - это свойство жидкого вещества к восприятию сдвигающего напряжения т, вызываемого деформацией сдвига и зависящего от градиента среза D. Коэффициент пропорциональности rpx/Z) называется динамической вязкостью и выражается в Па • с.

Вязкость - это свойство жидкого вещества к восприятию сдвигающего напряжения т, вызываемого деформацией сдвига и зависящего от градиента среза D.

Итак, если с помощью каких-то математических методов удалось решить уравнения движения (28) гл. II при заданных граничных условиях и найти коэффициент интенсивности напряжений, то из (88) можно определить закон движения трещины. Например, в случае распространения полубесконечной трещины продольного сдвига в поле равномерного сдвигающего напряжения

В левой части стоит известная величина, представляющая собой отношение сдвигающего напряжения tM , определенного по формуле (22.5) , как для монолитной балки, к пределу текучести связей сдвига Гг. В правой части — некоторая функция от а и L , которую можно изобразить в виде графика (рис. 132). С его помощью можно определить а , зная остальные данные. При Pel '(2 т,* x&ZEJ) = Гм /t"T< 1 уравнение (4) недействительно, так как тогда напряжения в связях сдвига нигде не могут достигнуть значения Гт. Но мы получим для применимости (4) более сильное неравенство, положив:

В отличие от объемного напряженно-деформированного состояния при трении максимальные напряжения возникают во всех микрообъемах поверхностного слоя. Это происходит не одновременно вследствие дискретности контакта и зависит от скорости относительного перемещения поверхностей. Напряженно-деформированное состояние в контактной зоне при трении весьма специфично и характеризуется следующими факторами: 1) высоким значением отношения поверхности к деформируемому объему при прямом силовом воздействии на структуру поверхностного слоя в зонах фактического контакта, поэтому пластическая деформация локализуется в тонких поверхностных слоях; 2) высокой однородностью пластической деформации и аномальной пластичностью поверхностных слоев; это обусловлено наличием сверхвысоких гидростатических давлений в зоне контакта, знакопеременным характером приложения сдвигающих напряжений, а также эффектом адсорбционного поверхностного пластифицирования при наличии смазочной среды с поверхностно-активными веществами (эффект П.А. Ре-биндера); 3) воздействием среды, обусловливающим трансформацию фазового состава, структуры, а следовательно, и деформируемости поверхностных слоев при трении.

На рис. 5.7, а показан график распределения сдвигающих напряжений т по сечению трубы при ее кручении.

Один и тот же материал после фиксированного режима термообработки в зависимости от условий нагружения (температура, скорость деформации, окружающая среда и пр.) может вести себя и как пластичный, и как хрупкий. Это означает, что одинаковой реакции материала в зоне распространения трещины можно добиться самыми различными сочетаниями условий внешнего воздействия. При различном сочетании растягивающих и сдвигающих напряжений плоскость трещины всегда ориентирована нормально к растягивающему напряжению [35]. Ведущий механизм разру-

Сдвиг происходит без изменения объема тела, но с изменением величины поверхности Л. Поэтому работу сдвигающих напряжений в однородном теле объема V можно представить в виде:

Сдвиг происходит без изменения объема тела, но с изменением величины поверхности А. Поэтому работу сдвигающих напряжений в однородном теле объема V можно представить в виде:

Уравнение (82) предполагает равномерное распределение сдвигающих напряжений по сечению, что приближенно справедливо для сечений с тонкой стенкой. Примером может служить двутавровая балка, слои полки которой работают на сдвиг.

Режимам диффузионного окисления и сублимации предшествуют переходные режимы разрушения, где происходит смена одного механизма другим. Кроме того, есть и другие отличия от изложенной выше идеальной схемы разрушения. В частности, химическое взаимодействие может сопровождаться механическим отрывом частиц (эрозией) под действием сдвигающих напряжений газового потока. При разрушении многих металлов на поверхности образуются промежуточные фазы — окислы в расплавленном состоянии, которые, растекаясь по поверхности, частично экранируют ее от окислительного воздействия внешнего потока. Достаточно сложной оказывается и модель химического взаимодействия с газовыми потоками карбидов, нитридов и боридов различных элементов. Тем не менее основные черты этого взаимодействия у большинства материалов достаточно схожи между собой.

При испытании в струе высокотемпературного воздуха моделей из графитоподобных материалов в виде затупленного конуса уже при давлениях заторможенного потока, превышающих 2-Ю6 Па, был отмечен механический унос (он равен разности измеренного и расчетного значений скорости уноса массы). Это явление, вероятно, связано с эрозией отдельных частиц в условиях высоких сдвигающих напряжений потока [Л. 7-11]. В другой работе [Л. 7-12] отмечено, что унос графита в виде твердых частиц, имеющих диаметр порядка половины диаметра зерна наполнителя, происходил в сверхзвуковом потоке при давлении торможения ре = 5,6- 105 Па.

Для стеклообразных материалов характерна экспоненциальная зависимость вязкости от температуры, в результате четкая граница между жидкой и твердой фазой отсутствует. Условная толщина и скорость течения расплавленной пленки определяются, помимо вязкости, величиной сдвигающих напряжений (поверхностным трением и градиентом давления). Как показано в гл. 3, при действии теплового потока на вещество с заданной температурой плавления сначала устанавливается температура поверхности и лишь спустя некоторое время квазистацио-/нарный режим разрушения.

5) уровень сдвигающих напряжений на разрушающейся поверхности— градиент давления, и силы трения, dpeldx и тго.

Оплавление — процесс разрушения стеклообразных материалов в высокотемпературном и высокоскоростном газовом потоке. В отличие от плавления при нагреве кристаллических веществ оплавление стеклообразных или, в общем случае, аморфных веществ, не имеющих фиксированной точки плавления, характерно наличием двух фазовых превращений: размягчением твердой фазы до жидкого состояния и переходом некоторой части расплава в пар. Второе из указанных превращений обусловлено сильной зависимостью вязкости расплава от температуры и перегревом внешней поверхности расплава относительно температуры размягчения (который достигает в зависимости от уровня тепловых потоков и сдвигающих напряжений нескольких сотен градусов). Соотношение уноса масс в жидком и газообразном виде описывается коэффициентом газификации Г (см. гл. 8).