Воздействию напряжений

6 Стойкие к воздействию минеральных масел и консистентных смазок, керосина, бензина и других нефтепродуктов; содержат не более 20 % ароматических соединений

Из Л. э. наиболее бензо-маслостойки светлые хл.-бум. Л. э. Черные Л.э.не масло-стойки и не применяются в машинах, аппаратах и др. устройствах, подвергающихся воздействию минеральных масел и растворителей.

Широкое применение получил полиэти-лентерефталат, выпускаемый под различными названиями: лавсан (СССР), майлор (США), терилен (Англия), свитлен (Чехословакия), ланон (ГДР), хастофен, дно-лен (ФРГ) и т. д. Из полиэтилентере-фталата изготовляются пленки, волокна и нек-рые изделия (трубки, прокладки и др.). Полиэтилентерефталат— кристал-лич. полимер молочно-белого цвета, прозрачен, имеет блестящую поверхность, мол. вес примерно 20000, темп-pa плавления 265°. Может быть получен и в аморфном состоянии при быстром охлаждении. Осн. физико-механич. св-ва полиэтилентерефталата: уд. вес аморфного полимера 1,33, кристаллического 1,45, ориентированного волокна 1,38; уд. теплоемкость 0,25—0,32 кал/г^С0; теплопроводность 3,36-104 кал/см-сек-°С; эластичен при —60°; горит с трудом; водо-поглощение за 7 дней 0,5%; интервал рабочих темп-р от —70° до + 175°; предел прочности при растяжении 1750 кг/см2', модуль упругости 35200 ке/см2; уд. поверхностное сопротивление при 100% относит, влажности 4,8 -1011 ом; уд. объемное сопротивление 1-Ю19 ом-см; диэлект-рич. проницаемость 3—3,2; тангенс угла диэлектрич. потерь при 60 гц 0,002—;0,003 и при 106 гц 0,013—0,0015; электрич. прочность 180 кв/мм. Полиэтилентерефталат устойчив к воздействию минеральных и органических к-т (в т. ч. плавиковой и фосфорной), растворителей (четыреххлори-стый углерод, трихлорэтан, ацетон, бензол, бензин, спирты); при нагревании растворяется в феноле, трикрезоле, нитробензоле; разрушается азотной к-той. Разработаны также новые П. линейного строения — полиарилаты, пентапласты, полимеры окиси олефинов и др. Особый интерес представляют линейные П.— полиарилаты, получаемые поликЪнденсацией двухатомных фенолов с дикарбоновыми к-тами или их ангидридами. Полиарилаты обладают высокой термостойкостью (300— 500°), механич. прочностью, химич. стойкостью и хорошими диэлектрич. св-вами.

Алюминий — металл серебристого цвета с легким синеватым оттенком. Он обладает большой пластичностью, уступая в этом отношении только золоту и серебру. Алюминий легко окисляется с образованием окисной пленки повышенной плотности,, предохраняющей его от дальнейшего окисления, поддается механической обработке, что позволяет изготовлять различные по форме поперечного сечения прокладки. Он применяется в гидравлических и пневматических системах для уплотнения соединений трубопроводов при давлении до 60-Ю5 Н/м2. — Монель-металл — медно-никелевый сплав серебристого цвета с содержанием 70% никеля, 25,5% меди, 3% железа и 1,5% марганца. Он не подвержен атмосферной коррозии, воздействию минеральных масел и обладает относительно высокими механическими свойствами при высокой температуре. Как прокладочный материал монель - металл применяется для соединения трубопроводов, транспортирующих агрессивную среду при давлении до 100-Ю5 Н/м2.

Свойства и назначение ; ПТ; цвета различные; твердые с хорошей адгезией, с характерным рисунком. Окраска аппаратов, приборов и других изделий, эксплуатируемых в помещении . rjx; T°JOO; цвета различные; глянцевые, твердые, прочные, устойчивы к маслам, керосину. Окраска приборов » Т°во> цвета различные; глянцевые, стойкие к периодическому воздействию минеральных масел, керосина . Окраска приборов и машин i Г1; Т°ео; цвета различные; твердые, глянцевые, стойкие к периодическому воздействию минеральных масел, керосина, влаги. Окраска транспортных средств, машин, приборов, эксплуатируемых в помещении и в атмосфере

П; ПТ; Т°8о; белый, глянцевый; твердое, стойкое к периодическому воздействию минеральных масел, бензина, мыльной воды. Окраска холодильников Грунт МЧ-042 — — — —

ф Фенольные (бакелитовые) Длительно к воздействию минеральных масел

Полиамиды — твердые, высокоплавкие смолы, обладающие хорошими механическими свойствами и высокой износостойкостью. Полиамиды стойки к воздействию минеральных масел, керосина, жиров, щелочей, разбавленных кислот.

Аналогичным сополимером является дивинил-метилстироль-ный каучук СКМС. Содержание стирола в смеси существенно влияет на свойства каучука, поэтому его указывают в обозначении: СКС-10 содержит 10% стирола, СКС-30 и СКС-50 — соответственно содержат 30 и 50% стирола. Чем больше это число, тем выше прочность и износостойкость эластомера, но одновременно хуже морозостойкость. СКС-10 имеет температуру стеклования Ф„ = —75° С и прочность az = 120-И80 кГ/см*; для СКС-30 ®с = —50° С, аг = 200-250 кГ/см*; для СКС-50 tfc = —30° С, <т2 = 250-7-350 к/7 еж2. Аналогичный смысл имеют обозначения дивинил-метилстирольных каучуков СКМС-10, СКМС-30 и СКМС-50. СКС и СКМС вулканизуются серой, причем обычно одна поперечная связь приходится на несколько сотен звеньев. Резины на основе СКС и СКМС стойки к воздействию воды, спирта, ацетона, но не стойки к воздействию минеральных и растительных масел.

Полистирол, получаемый полимеризацией стирола, от полиэтилена отличается тем,, что атом водорода в нем замещен фенольной группой. Полистирол устойчив к воздействию минеральных кислот (кроме окислительных), щелочей, минеральных солей. Для полистирола характерно низкое водопоглощение.

Маслобензостойкие 6 Покрытия, стойкие к воздействию минеральных масел и консистентных смазок, бензина, керосина и др.

эксплуатации воздействию напряжений, не существует проблемы усталости. Долговечность клеевых соединений достаточно высокая, в то время как механические крепления требуют особого внимания вследствие низкого сопротивления истиранию и абразивному воздействию. В связи с этим относительные взаимные перемещения механически соединенных деталей (пластика с пластиком или металла с пластиком) должны быть сведены к минимуму.

Напряжения и деформации. Изделия из коррозионно-стойких сталей в условиях эксплуатации подвергаются воздействию напряжений (механических, термических и др.), а в процессе изготовления — пластической деформации и т. д. Оба фактора — напряжение и деформация — оказывают значительное влияние на восприимчивость сталей к МКК. Растягивающие напряжения увеличивают восприимчивость аустенитных коррозионно-стойких сталей к МКК, разрушение границ зерен при этом может стать неравномерным, локализоваться на отдельных участках и даже привести к появлению межкристаллитных трещин.. Степень ускорения МКК зависит от приложенных извне механических напряжений. Наиболее опасны растягивающие напряжения по величине, близкие или превышающие предел текучести материала. Высокие растягивающие напряжения настолько понижают устойчивость к МКК сенсибилизированных сталей и сплавов, что они могут разрушаться в средах, где без растягивающих напряжений практически не подвергаются МКК. Сжимающие напряжения практически не оказывают влияния на характер и скорость межкристаллитного разрушения. Знакопеременные нагрузки ускоряют разрушение аустенитных коррозионно-стойких сталей от МКК-

возникает грубозернистая струмура в зонах, получивших критич. степень деформации. Разнозернистая структура чаще образуется в тех частях детали, в к-рых пластич. деформация была затруднена вследствие снижения темп-ры металла при ковке, штамповке или из-за конструктивных особенностей детали, затрудняющих течение металла в штампе при деформации. Когда детали с разнозерни-стой структурой подвергаются воздействию напряжений при высоких темп-pax, то участки с мелкозернистой структурой, обладая большей пластичностью, легко деформируются под действием напряжений. Вследствие этого на участки с крупнозернистой структурой, обладающие меньшей пластичностью, приходится большая нагрузка, что приводит к преждеврем. растрескиванию стали по границам зерен. Трещины во время работы деталей с разнозер-нистой структурой появляются в первую очередь на стыке более крупных зерен.

Как показывает опыт изготовления и эксплуатации сварных конструкций энергоустановок, работающих при высоких температурах, хрупкость материала при комнатной температуре может в определенных случаях привести к разрушению изделия при отсутствии рабочих напряжений. Необходимо учитывать, что непосредственно после сварки в изделии возникают остаточные напряжения, имеющие в массивных узлах характер реактивных сварочных напряжений (глава III). Скрытая энергия, накопившаяся в изделии при наличии в нем реактивных напряжений, может достигать очень высоких значений, превосходящих величину энергии, которая может быть поглощена хрупким материалом, особенно при наличии различных концентраторов напряжений в виде резкого изменения формы сечения или дефектов в швах (непроваров, трещин и других). В этих условиях зародышевая трещина, идущая от концентратора напряжений, будет развиваться дальше, приводя к полному разрушению конструкции. При сборке, гидравлических испытаниях узла -и в процессе пуска установки конструкция также подвергается воздействию напряжений при комнатной температуре. При наличии конструктивных концентраторов напряжений и хрупком материале и в этих случаях может произойти разрушение изделия.

Вторая краевая задача связана с изучением поведения вязко-упругого тела, когда граница Г подвержена воздействию напряжений, т. е. задаются нормальная и касательная составляющие тензора напряжений

Ползучесть характеризуется пределом ползучести, т.е. величиной длительно действующего напряжения, которое при данной температуре вызывает заданную скорость деформации. Величина заданной скорости деформации при определении предела ползучести определяется сроком службы изделия, который может колебаться в очень широком диапазоне. Пределы ползучести, определенные при разных температурах, позволяют конструктору иметь исходные данные для расчета деталей машин и установок, подверженных одновременному длительному воздействию напряжений и температур.

Из соотношений (8.80) следует, что, если величина у больше или равна единице, nie будет всегда меньше единицы, поскольку по определению базовая амплитуда напряжения 51 больше любой другой амплитуды 5г. В соответствии с (8.80) Марин далее определяет последовательность долей поврежденности, соответствующих воздействию напряжений с различными амплитудами, в виде

12. Диск авиационного двигателя из сплава Z в течение двухчасового «типичного» полета подвергается воздействию напряжений и температур в соответствии с данными, приведенными в таблице (см. стр. 470). Предельно допустимая деформация ползучести равна 0,1. Используя кривые ползучести для этого материала, приведенные на рис. Q13.12, вычислите полную деформацию ползучести после двухчасового полета с помощью (а) правила временного упрочнения, (Ь) правила деформационного упрочнения и (с) правила относительной продолжительности.

углеродным волокном пластиков были разработаны и опробованы в полетных условиях. Однако выявился один существенный недостаток таких лопаток. Основное затруднение, помешавшее решению проблемы, состояло в необходимости их защиты от ударного воздействия посторонних предметов, песка и дождя. Хотя сравнительные данные по эрозионному сопротивлению английских материалов отсутствуют, Стасрэд и др. [31] представили эти данные для ряда композиционных материалов. Указанные авторы перед проведением баллистических ударных испытаний имитировали напряженное состояние лопаток вентилятора и компрессорных лопаток с помощью статического нагружения. Статическое напряжение оказалось достаточным, чтобы вызвать быстрое распространение мелких трещин, возникших при ударном воздействии. Применяли повторные удары с возрастающей энергией до образования сквозных несплошностей в образце или его разрушения. Для имитации поведения различных толщин по сечению лопатки исследовали панели толщиной до 0,125 дюйма (3,1 мм). На рис. 9 сравниваются различные материалы. Следует заметить, что графитно-эпоксидный материал подвергался воздействию напряжений, намного меньших, чем другие материалы [20 000 фунт/кв. дюйм — 14 кгс/мма против 35 000—40 000 фунт/кв.

Разрушение образцов композиционных материалов при их испытании на растяжение в продольном направлении по типам I и II зависит от соотношения прочности матрицы и волокна. Ряд исследователей [3, 2, 32] показали, что в процессе растяжения композиционного материала в поперечном направлении возникает сложное напряженное состояние, а матрица и волокна подвергаются воздействию напряжений, значительно превышающих напряжения, определенные по простым механическим моделям (например, по правилу смеси). В этом случае морфология структуры поверхности разрушения определяется поведением компонентов материала. Вначале предполагали, что разрушение по матрице при поперечном растяжении (тип I) происходит из-за •более высокого предела прочности борных волокон. Однако это

Большинство деталей машин (валы, шестерни, болты, рамы, упругие элементы и т. д.) в процессе работы подвергаются воздействию напряжений, переменных во времени. Если уровень переменных напряжений превосходит определенный предел, то в материале деталей происходит процесс постепенного накопления повреждений, который приводит к образованию субмикроскопических трещин. Длина этих трещин увеличивается, затем они объединяются, образуя первую макроскопическую трещину, под которой понимается трещина протяженностью 0,1—0,5 мм. У корня этой трещины возникает местное увеличение напряжений, называемое концентрацией напряжений, которое облегчает ее дальнейшее развитие. Трещина, постепенно развиваясь и ослабляя сечение, вызывает в некоторый момент времени внезапное разрушение детали, которое нередко бывает связано с авариями и весьма тяжелыми последствиями. Указанный процесс постепенного накопления повреждений в материале детали под действием переменных напряжений, приводящих к изменению свойств материала, образованию, развитию трещин и разрушению детали называют усталостью материала.