Возникают механические

Опасными точками являются точки контура сечения, для которых р = г. В этих точках возникают максимальные касательные напряжения

9. В каких площадках возникают максимальные нормальные напряжения, в каких — максимальные касательные и какие площадки вообще свободны от напряжений?

Определим эквивалентные напряжения для бруса круглого сечения, работающего на изгиб с кручением. Выше было установлено, что опасной будет точка А; в которой возникают максимальные напряжения от обоих видов деформаций. Максимальные напряжения изгиба и кручения определяются по формулам

Расчетным, или опасным, сечением является то, в котором возникают максимальные изгибающий и крутящий моменты. Иногда приходится проводить расчет для нескольких сечений, так как в общем случае максимальные изгибающий и крутящий моменты возникают в различных поперечных сечениях вала.

(рис. 13.16). Наиболее заметна эта закономерность у впадин зуба, где возникают максимальные растягивающие напряжения. По границе излома усталостные линии искривлены, и закономерность их формирования указывает на образование блока параметров рельефа в виде самой тонкой линии

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7, б), превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластичес-кой зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице; доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении.

Для разработки мероприятий в первую очередь необходимо было выяснить: на каких ступенях возникают максимальные возбуждающие бандажные силы, оценить их значение и определить их долю в общей сумме возбуждающих сил. Суммирование всех бандажных и венцовых сил по ЦВД и ЦСД проводилось с учетом относительного прогиба в зависимости от расстояния ступени от опор.

В началу пуска возникают максимальные напряжения от перепада температур по толщине стенки, вызванные прогревом. Напряжения от внутреннего давления близки к нулю. При выходе на стационарный режим работы температурные напряжения снижаются до нуля, а напряжения от внутреннего давления достигают максимальных значений.

Серьезными проблемами являются прочность корпусов стопорных и регулирующих клапанов и их плотность. Прежде всего это связано с крайне неблагоприятными условиями работы при высоких давлении и температуре, быстро изменяющихся во времени. В этих условиях, как показывает опыт эксплуатации, в корпусах клапанов появляются трещины, размер которых постоянно увеличивается и грозит разрывом корпуса клапана. На рис. 18.5 показаны характерные места появления трещин в стопорных клапанах: трещины возникают, как правило, в местах переходов стенок во фланцы (подфланце-вая зона) и сопряжения патрубков со стенками корпусов. Именно в этих зонах возникают максимальные напряжения как от действия давления, так и от разности температур смежных элементов.

ные говорят о том, что напряжения при переменной деформации образуют петлю гистерезиса, которая является мерой количества энергии, поглощенной материалом. Сразу же после отливки внутренняя поверхность формы под влиянием сжимающих напряжений интенсивно сокращается (линия Of на рис. 8). Если величина сжимающих напряжений превышает 343 МПа, то линейная зависимость между напряжениями и деформацией нарушается и при этом достигается предел текучести (точка А). Далее происходит пластическая деформация материала. В результате повышения температуры по ходу процесса при усадке ~ 4 %, возникают максимальные сжимающие напряжения (~ 588 МПа). Дальнейшее повышение температуры уменьшает величину напряжения вследствие релаксации и увеличения деформации в течение ~5 с, причем усадка составляет ~10 %«, а температура нагрева ~ 950 К. В дальнейшем имеет место увеличение размеров, что приводит к возникновению растягивающих напряжений в приповерхностной области. Интенсивный рост растягивающих напряжений длится в течение 60 с от начала процесса. После этого

Появление знакопеременных напряжений в зоне концентрации сопровождается возникновением циклических деформаций (рис. 1.7,в), •превышающих деформации в мембранной зоне (см. рис. 1.7, а и б). Поскольку для зон концентрации напряженний характерны значительные градиенты напряжений и деформаций, а объем упругопластичес-кой зоны сравнительно мал, накопление деформаций статической и циклической ползучести ограничено влиянием прилегающих объемов материала модельного элемента, находящихся в упругом состоянии. В этих условиях в зоне концентрации достижение предельного состояния по критериям прочности определяется долей усталостного повреждения, близкой к единице; доля квазистатического повреждения вследствие незначительных перераспределения и накопления деформаций, появляющихся только в начальных циклах деформирования, пренебрежимо мала (см. рис. 1.7, в). В этом случае усталостная трещина образуется в переходной от фланца к оболочке зоне, в которой возникают максимальные циклические деформации, обусловленные эффектом концентрации. При этом отсутствуют односторонне накопленные деформации, и трещина распространяется в кольцевом направлении.

Характер адсорбции на отдельных кристаллографических плоскостях. При образовании защитных пленок может иметь значение не только плотность упаковки плоскости кристалла, но и соответствие кристаллографической структуры поверхности металла и возникающей пленки. При большом несоответствии в пленке возникают механические напряжения, приводящие к ее разрушению. Иногда кристаллографическая ориентация оказывает влияние на механизмы протекания анодного и катодного процессов электрохимической коррозии металлов.

Широко распространены в практике электродинамические си-ловозбудители (преобразователи) для определения прочности деталей машин и конструкций в условиях вибрации. Основаны они на взаимодействии магнитных полей, наведенных катушками. Деталь, помещенная на платформу, будет колебаться с той же частотой, что платформа, и вследствие сил инерции в ней возникают механические напряжения. Создан электродинамический возбудитель115 к машинам для испытания на усталость при кручении, электродинамический вибростенд116. Электродинамический преобразователь П-646 имеет магнитопровод, состоящий из керна, днища, корпуса и верхней крышки, соединенных между собой по притертым поверхностям (рис. 114).

Во время испытаний контролируемый объект заполняют газом (обычно воздухом) до некоторого избыточного давления. При истечении газа через неплотности его молекулы хаотически сталкиваются с менее подвижными молекулами окружающей атмосферы, в результате чего возникают механические колебания, амплитуды которых имеют максимальную величину в области ультразвуковых частот. Датчик акустического течеискателя перемещают по контролируемой поверхности, и он улавливает ультразвуковые колебания, преобразовывая их в электрический сигнал.

Растягивающие напряжения могут также ускорять структурные превращения в аустенитной нержавеющей стали, а это существенным образом влияет на процесс коррозионного растрескивания 111,92; 111,99. В большинстве исследований коррозионное растрескивание рассматривается с точки зрения нестабильности аусте-нита в нержавеющих сталях. По представлениям Д. Д. Харвуда [111,71] мартенсит является более анодной фазой, чем аустенит, в результате распада которого он образовался. Аустенитная нержавеющая сталь 18-8 имеет неустойчивую структуру, в частности, при наличии растягивающих напряжений при распаде аустенита образуется мартенсит. Структурные превращения сопровождаются увеличением объема. Если распаду подвергать только часть аусте-нита, то в металле возникают механические напряжения [111,98].

В зависимости от внешних механических воздействий окружающей среды и свойств трущихся деталей в материале возникают механические, теплофизические и химические процессы с преобладанием одного из них.

При воздействии иа сердечник ме-канических нагрузок в них возникают механические напряжения, вызывающие отклонение электромагнит. ных 'параметров. На рис, 8 и 9 пред, ставлены зависимости отклонения маг-нитных параметров сердечников от сжимающих напряжений, действую, щих перпендикулярно направлению силовых линий намагничивающего по-ля при нормальной температуре окру, жающей среды. Не рекомендуется прикладывать к сердечникам растягивающие или сжимающие нагрузки, действующие параллельно плоскости кольца. Отклонение начальной магнитной проницаемости при воздействии на сердечник механических нагрузок об-ратимо. После воздействия механической нагрузки значение начальной магнитной проницаемости сразу же возвращается к значению, несколько превышающему исходное (в ненагруженном состоянии сердечника). С те-чением времени это превышение исчезает. Сердечники могут эксплуатироваться в течение 50 000 ч. Предел прочности сердечников 0-10~3, кПа: при растяжении — 9,8; при сжатии — 147; при изгибе — 29,4. Максимальная рабочая температура: ' 155 °С — для ферритов марок 1000НМ, 1500НМ, 2000НМ; 125 °С — для ферритов марок ЗОООНМ, 4000НМ; 1004С — для феррита марки 6000НМ, Наименьшее значение температуры окружающего воздуха минус 60 С.

При внезапном нагреве (тепловом ударе) поверхности тела возникают механические напряжения, вызванные тепловым расширением материала. При этом излучаются звуковые волны. Если нагрев происходит за очень короткое время (порядка 10 не), то возбуждаются очень высокие частоты и ударные волны. При этом толщина прогреваемого слоя должна быть мала по сравнению с длиной волны звука [552, 1749, 1616]. При этом возникают звуковые волны всех типов.

При воздействии на сердечник механических нагрузок в них возникают механические напряжения, вызывающие отклонение электромагнитных параметров. На рис, 8 и 9 представлены зависимости отклонения магнитных параметров сердечников отз сжимающих напряжении, действующих перпендикулярно направлению силовых линий намагничивающего поля при нормальной температуре окружающей среды. Не рекомендуется прикладывать к сердечникам растягивающие или сжимающие нагрузки, действующие параллельно плоскости кольца. Отклонение начальной магнитной проницаемости при воздействии на сердечник механических нагрузок обратимо. После воздействия механической нагрузки значение начальной магнитной проницаемости сразу же возвращается к значению, несколько превышающему исходное (в ненагруженном состоянии сердечника). С течением времени это превышение исчезает. Сердечники могут эксплуатироваться в течение 50 000 ч. Предел прочности сердечников 0-10~s, кПа; при растяжении — 9,8; при сжатии — 147; при изгибе — 29,4. Максимальная рабочая температура: 155°С— для ферритов марок 1000НМ, 1500НМ, 2000НМ; 125 °С — для ферритов марок ЗОООНМ, 4000НМ; 100 °С — для феррита марки 6000НМ, Наименьшее значение температуры окружающего воздуха минус 60 °С,

Механические потери играют очень большую роль в трении качения, например автомобильных шин. Если бы полимеры были идеально упругими (механические потери отсутствовали бы), изготовленные из них шары или колеса перемещались бы практически без трения при качении по гладкой поверхности. При качении шар или колесо вдавливается в материал поверхности и сжимает его впереди себя, однако позади материал расширяется и как бы подталкивает шар или колесо. Если в полимере возникают механические потери, то часть энергии, затраченной на деформирование, рассеивается в виде тепла. Таким образом, сопротивление трению качения должно коррелировать с механическими потерями, и факторы, изменяющие их, должны аналогичным образом влиять на коэффициент трения качения [58, 60, 65 — 74]. Уравнение, связывающее коэффициент трения качения \*,к для шара с показателями механических потерь, было выведено Фломом [58, 68]. После некоторых уточнений это уравнение приняло вид [73]:

Поверхностные слои покрытия, высыхающего при воздушной сушке за счет окисления, значительно тверже, чем внутренние слои, вследствие чего в пленке со временем возникают механические напряжения. Установлено, что покрытия воздушной сушки через 1—2 недели после нанесения оставались на границе с ме-