Возникновения напряжений

уровневых иерархических систем, приводящих к необходимости переработки большого объема графического материала. Для таких иерархических систем возможно построение "деревьев", сформированных по фрактальному принципу. К тому же, математический аппарат и методологическое обоснование анализа бинарных и фрактальных деревьев сейчас успешно используются при решении различных технических задач - от оценки степени надежности сложных технических систем до описания процесса возникновения микротрещин и их роста.

бинарных и фрактальных'деревьев' сейчас успешно используются при решении различных технических задач- от оценки степени надежности сложных технических систем до описания процесса возникновения микротрещин и их роста.

Разрушение при циклическом нагружении происходит вследствие возникновения микротрещин в зоне концентраций напряжений. Трещины постепенно развиваются, проникая вглубь, по-

Качественная картина возникновения микротрещин при качении со скольжением может быть показана на примере зубчатых колес.

тода обнаружения начальных стадий разрушения —• ранних трещин, напр, вторая (установившаяся) стадия ползучести при микроскопич. изучении относится уже к области разрушения ввиду возникновения микротрещин, а при макроскопическом — еще к II. д., т. к. макроскопич. разрушения еще нет. Иногда деформация, оставшаяся после снятия нагрузки, является упруго-пластической. Это относится к случаям, когда нагружение тела характеризуется неравномерным распределением напряжений в пластич. области (напр., при изгибе, кручении, растяжении образца с надрезом и т. д.), доля упругой деформации при этом определяется величиной остаточных напряжений (см. Пластичность диффузионная, Двойникование, Скольжение трансляционное). Я. Б. Фридман. ПЛАСТИЧЕСКОЕ ТЕЧЕНИЕ .— пластич. деформирование во времени. Различают «холодное» П. т.— ниже темп-р рекристаллизации, и «горячее» П. т.— выше этих темп-р. Многие процессы обработки давлением (штамповку, прессование, чеканку) можно рассматривать как П. т. материала по поверхностям штампов и прессов. Теорией П. т. называется раздел математической теории пластичности, в котором принята пропорциональность напряжений в данный момент и скоростей пластической деформации.

Следует отметить, что ультразвуковой контроль штамповок вызывает определенные трудности, обусловленные тем, что штамповки очень часто имеют весьма сложную конфигурацию. В связи с этим возникает необходимость в разработке специальных методик контроля, предусматривающих наиболее рациональные направления прозвучивания, выбор оптимальных углов ввода и частоты УЗ К- Нередко удается контролировать лишь отдельные наиболее напряженные участки изделий с использованием прямых, раздельно-совмещенных или наклонных искателей при частоте УЗК, равной 2,5 и 5 МГц. Применяют контактный и иммерсионный способы контроля. Необходимость контроля малогабаритных штампованных изделий сложной конфигурации возникает в основном на арматурных и насосных заводах отрасли. Часто ультразвуковым методом контролируют заготовки под штамповку, а после штамповки из-за опасности возникновения микротрещин изделия подвергают дополнительному контролю магнитным или цветным методами.

Качественная картина возникновения микротрещин при качении со скольжением может быть показана на примере зубчатых колес.

1. Вся поверхность излома шероховатая из-за одинаковой •степени опасности дефектов на поверхности и в объеме материала и одновременного возникновения микротрещин. Так разрываются обычно поликристаллы. Вероятно, так разрушаются 'И сверхвысокопрочные стекла [12].

«ость сплава, свойства которого могут достигать уровня: \ia « 30 • 103, и «120-103, jHc= 1 А/м. Высокой износостойкостью сендаст обладает благодаря наивысшей среди магнитомягких кристаллических сплавов твердости (~ 500 HV). Однако этот сплав чрезвычайно хрупок, так что его использование вызывает повышенные трудности. Необходима прецизионная технология изготовления деталей, исключающая возможность возникновения микротрещин и концентраторов напряжений. Такая технология использует электроискровую резку и шлифование для доводки детали до требуемых размеров. В литом сплаве 10СЮ-ВИ требуется пониженный размер зерна (< 300 мкм) для обеспечения высоких механических свойств. В лабораторных условиях может быть получен сплав с размером зерна 20 мкм, однако меньших размеров зерна, способствующих повышению технологической пластичности сплава, добиться по традиционной технологии не удается. По сравнению с 10СЮ-ВИ более высокой износостойкостью и технологичностью обладает полученный методом порошковой металлургии (прессованием порошка) сплав 10СЮ-МП, структура которого состоит из мелкозернистой матрицы с высокой магнитной проницаемостью и тонких слоев оксидов. Оба варианта изготовления сплава 10СЮ не позволяют получить тонкую ленту, потребность в которой для нужд электроники и приборостроения наиболее велика.

Микромеханизм зарождения трещин может быть различным. Одна-из причин возникновения микротрещин — это образование скоплений вакансий. Этот механизм может действовать даже при отсутствии внешнейпнагрузки. Вакансии вследствие диффузионного движения стремятся объединиться в дискообразные скопления. Такое скопление в частном случае можно представить как замкнутую петлю краевой дислокации (рис. 2.41).

Качественное объяснение несоответствиям между идеализированной моделью разрушения и экспериментами можно дать, если предположить (и это подтверждается экспериментально!), что разрушение происходит не в самой вершине трещины, а в некоторой зоне впереди вершины в результате сложного процесса возникновения микротрещин, их объединения и взаимодействия. Существование этой зоны удалось продемонстрировать в экспериментах по разрушению чисто хрупкого оргстекла (обратите внимание на то, что материалХявлялся хруп-166

^Явление стабилизации объясняется релаксацией напряжений, так как они, напряжения, необходимы для реализации мартенситного превращения. Поэтому напряжения, приложенные извне, вызывают мартенситное превращение, а если избежать возникновения напряжений (например, измельчив кусок стали на отдельные монокристальные порошинки), то мартен-ситное превращение не происходит.

Случай, когда инородный атом в твердом растворе создает вокруг себя упругие искажения кристаллической решетки, представляет собой пример возникновения напряжений третьего рода.

Эмали имеют небольшой предел прочности при растяжении (55—98 Мн/м2). Однако прочность эмалевого покрытия резко возрастает с уменьшением его толщины. Эмаль имеет большой коэффициент объемного расширения (260—300-Ю'7), вследствие чего при ее нагревании и охлаждении происходит резкое изменение объема, являющееся причиной возникновения напряжений. Довольно большой модуль упругости эмали (47 000— (53000 Мн/м2) также не благоприятствует ее термической стойкости. Величины сопротивления растяжению, модуля упругости,, теплоемкости и плотности сравнительно мало изменяются с изменением состава эмали. Поэтому судить о термостойкости эмали можно по коэффициенту термического расширения металла: чем он меньше, тем больше термическая стойкость эмалированного аппарата.

Как указывалось, углеродистые стали после закалки приобретают достаточные магнитные свойства (стали У10—У12), поскольку величина Нс значительно возрастает после закалки на мартенсит в результате возникновения напряжений в кристаллической решетке.

Рис. 194. Схема возникновения напряжений сжатия s наклепанном слое

При равномерном нагреве материала происходит его свободное расширение без возникновения напряжений. Если же осуществляется неравномерный нагрев тела, то связи нагретых участков с ненагретыми препятствуют свободному расширению тела. Вследствие этого в теле возникают температурные собственные

ПЛАСТИЧНОСТИ ТЕОРИЯ - раздел механики, изучающий общие законы возникновения напряжений в тв. телах под действием внеш. причин (нагрузок, температурных воздействий и т.д.) с учётом пластич. деформаций. П.т. в отличие от упругости теории рассматривает тела, к-рые не подчиняются законам упругости либо с самого начала приложения к ним внеш.

ПЛАСТИЧНОСТИ ТЕОРИЯ — раздел механики, изучающий общие законы возникновения напряжений в твёрдых телах под действием внеш. причин (нагрузок, температурных воздействий и т. д.) с учётом пластич. (остаточных) деформаций. П. т., в отличие от упругости теории, рассматривает тела, к-рые не подчиняются законам упругости либо с самого начала приложения к ним внеш. воздействия (пластич. тело), либо с нек-рой стадии нагруже-ния (упругопластич. тело). Простейшие задачи П. т. обычно рассматриваются в курсе сопротивления материалов.

Простейший анализ таких композитов провели Келли и Тайсон [33], а также Кокс [13]. В обеих работах предполагалось, что передача напряжений от матрицы через волокно описывается простой моделью запаздывания сдвига. Согласно этой модели, нагрузка на волокно передается лишь за счет возникновения напряжений сдвига на поверхности раздела волокно — матрица. Влиянием соседних волокон, концов рассматриваемого и последующего волокон и влиянием сложного напряженного состояния пренебрегают. Этот простой подход (рис. 12) позволяет сделать элементарные механические расчеты ряда важных характеристик композитов с короткими волокнами. Авторы работ [13, 33], показали, что существует «длина передачи нагрузки» (минимальная длина короткого волокна, начиная с которой оно нагружается до того же уровня, что и бесконечно длинное волокно), и развили соответствующую концепцию критической длины волокна. Кроме того, они рассчитали распределение напряжений сдвига на поверхности раздела в окрестности конца волокна (рис. 13).

Наклеивание усиливающей накладки из композиционного материала на металл необходимо производить по специальной технологии во избежание возникновения напряжений в конструкции

Сравнительная устойчивость различных множеств дислокаций зависит от возникновения напряжений конкурирующих мод, о которых в количественном отношении известно мало. Эшби [5]