Взаимодействия отдельных

где го — постоянная, имеющая размерность длины; г0 ж 2 • • 10~13 см (рис. 9.1). Постоянная D имеет порядок 10~18 эрг /см, Кроме того, между двумя протонами (поскольку они заряжены) действует сила кулоновского отталкивания, но при г ^ го преобладающим видом взаимодействия является ядерное взаимодействие. Заметим, что порядок величины энергии ядерного взаимодействия определяется экспоненциальным множителем в уравнении (5). На расстоянии 2 • 10~10см, которое в 103 раз больше г0>-отношение потенциальной энергии ядерного взаимодействия (5) к электростатической потенциальной энергии ez/r составляет (D/e2)exp(10-3) « Ю-400, т. е. оно ничтожно мало. Для сил взаимодействия между двумя электронами закон Кулона точно-выполняется вплоть до самых малых известных нам расстояний между электронами. Однако электроны, помимо заряда, имеют магнитный момент, а сила взаимодействия магнитных моментов

непосредственно применить к (46.5), приняв лишь во внимание, что сила взаимодействия определяется массами т\ и т2 взаимодействующих тел, а инерционные свойства — приведенной массой ц,. При решении задачи одно из тел, с которым совпадает начало отсчета радиуса-вектора, принимается за неподвижное, а движение другого тела описывается относительно этого тела.

Ряд интересных особенностей фрикционного взаимодействия определяется характером поведения тонких поверхностных слоев полимерных материалов. Вид и кинетика образования пленок фрикционного переноса у полимеров определяют величину коэффициента трения и интенсивности изнашивания, в особенности в контакте с металлами, ко-гезионная прочность которых значительно выше, чем у полимеров. При исследовании трения и изнашивания полимерных материалов установлена связь фрикционных характеристик с такими фундаментальными характеристиками материала, как энергия химической связи, спектры поглощения электромагнитного излучения и т.д. Чрезвычайно интересно открытие Е.А. Духовским, А.А. Силиным и др. у полимерных материалов явления аномально низкого трения, возникающего при облучении поверхностей трения частицами высокой энергии. Это открытие в явном виде обнаружило связь характеристик фрикционного взаимодействия с энергетическим состоянием поверхностного слоя твердого тела. Названная связь наблюдается и при обработке поверхностных слоев потоками частиц высоких энергий (ионное, электронное и лазерное облучение). Установлено снижение коэффициента трения в метал-лополимерной паре трения в 2-2,5 раза при ионной имплантации ионов молибдена, меди, дисульфида с энергией 40-100 кэВ в стальные, алюминиевые и титановые контртела, связанное с изменением структурно-энергетического состояния [33, 34]. В металлогюлимерной паре трения сталь-фторопласт-4 действует смешанный механизм адгезии, в котором присутствуют названные выше процессы. Подтверждение этому можно найти в ряде работ А.В. Белого, К).А. Евдокимова, В.Г. Савкина, В.А. Смургова и др.. посвященных исследованию различных механизмов адгезионного взаимодействия металлической и полимерной фаз.

Энергия движения молекул и внутримолекулярных колебаний идеального газа, т. е. внутренняя энергия этого газа, поскольку он характеризуется отсутствием межмолекулярного взаимодействия, определяется только степенью нагретости этого газа, т. е. его температурой. Следовательно, можно написать

Ориентационное взаимодействие. Если молекулы обладают постоянным дипольным моментом М, т. е. являются полярными, то между ними возникает электростатическое взаимодействие, стремящееся расположить молекулы в строгом порядке (рис. 1.14, в), так как при таком расположении энергия системы уменьшается. Правильная ориентация нарушается тепловым движением. Поэтому энергия системы, определяемая ориентацией молекул, сильно зависит от температуры. При низких температурах, когда достигается полная ориентация молекул, энергия взаимодействия определяется соотношением '

Оставался неясным второй вопрос: под действием каких сил спиновые магнитные моменты электронов внутри домена выстраиваются параллельно друг другу, намагничивая домен до насыщения? В 1928 г. Френкелем было высказано предположение, что такие силы возникают в результате обменного взаимодействия электронов внутренних недостроенных оболочек этих атомов. Это взаимодействие имеет чисто квантовую природу и ответственно, в частности, за химическую связь в молеулах Н2, О2 и др., в кристаллах алмаза, кремния, германия и др., о чем говорилось в § 1.4. Энергия этого взаимодействия определяется соотношением (1.6):

В раде случаев условия взаимодействия контактирующих тел определяются наличием смазки между ними. С такой ситуацией приходится сталкиваться во всевозможных машинах. При этом, если оба контактирующих тела рассматриваются как абсолютно жесткие, то давление взаимодействия определяется методами гидродинамической теории смазки. Если же тела полагают упругими, то приходится совместно использовать аппараты теории упругости и гидродинамической теории смазки. Если скорости

Но само по себе применение электротехнологии, как и любого технологического процесса, автоматически не обеспечивает получения высокого качества изделий. Следует строжайшим образом соблюдать технологические режимы. Кроме того, при оценке качества изделий следует учитывать факторы, влияющие на их прочностные свойства. Например, электроэрозионная обработка с близким к нулю износом электрода-инструмента, разрабатываемая в НИИТМАШ МЭТП, как и при обычных методах электроэрозионной обработки, хотя и в меньшей степени, связана с тепловым воздействием разрядов. В малых областях поверхности протекают микрометаллургические процессы. Специфика этих процессов обуславливается высокими температурами, огромными скоростями нагревания и охлаждения микрообъемов, присутствием химически активной среды. Проведенные в ряде организаций исследования поверхностного слоя металла после обработки показывают, что он имеет структуру литья. В процессе обработки происходит химическое взаимодействие обрабатываемого материала и межэлектродной среды. Результатом его может явиться насыщение расплавленного металла элементами из среды или же, напротив, выгорание из него некоторых элементов. Характер взаимодействия определяется химическим составом металла и продуктами пиролиза рабочей среды.

взаимодействия определяется изменением емкости, заряда конденсатора и генерируемой силы за счет колебаний проводников.

Прочность связи в карбидах и нитридах между атомами металла и неметалла (межатомные силы взаимодействия) определяется строением s- и d электронных оболочек Для d переходных металлов характерна (по Полин-гу) «гибридизация» электронов между d и s орбиталями, т е взаимопереходы электронов с одного уровня на другой Незавершенность строения этих электронных оболо чек способствует тому, что эти металлы восприимчивы к приобретению электронов из других источников Такими источниками — донорами электронов для переходных металлов становятся атомы внедрения углерода и азота, имеющие соответственно четыре или три электрона Эти электроны усиливают «гибридизацию» и увеличивают связь металл Me — неметалл X Me — X В каждом периоде при увеличении атомного номера d переходного металла (слева направо, например, от Ti к Ni) увеличивается заполненность электронных оболочек мета1ла и, следовательно, силы связи или прочность связи Me — X будет уменьшаться

Ряд интересных особенностей фрикционного взаимодействия определяется характером поведения тонких поверхностных слоев полимерных материалов. Вид и кинетика образования пленок фрикционного переноса у полимеров определяют величину коэффициента трения и интенсивности изнашивания, в особенности в контакте с металлами, ко-гезионная прочность которых значительно выше, чем у полимеров. При исследовании трения и изнашивания полимерных материалов установлена связь фрикционных характеристик с такими фундаментальными характеристиками материала, как энергия химической связи, спектры поглощения электромагнитного излучения и т.д. Чрезвычайно интересно открытие Е.А. Духовским, А.А. Силиным и др. у полимерных материалов явления аномально низкого трения, возникающего при облучении поверхностей трения частицами высокой энергии. Это открытие в явном виде обнаружило связь характеристик фрикционного взаимодействия с энергетическим состоянием поверхностного слоя твердого тела. Названная связь наблюдается и при обработке поверхностных слоев потоками частиц высоких энергий (ионное, электронное и лазерное облучение). Установлено снижение коэффициента трения в метал-лополимерной паре трения в 2-2,5 раза при ионной имплантации ионов молибдена, меди, дисульфида с энергией 40—100 кэВ в стальные, алюминиевые и титановые контртела, связанное с изменением структурно-энергетического состояния [33, 34]. В металлополимерной паре трения сталь—фторопласт-4 действует смешанный механизм адгезии, в котором присутствуют названные выше процессы. Подтверждение этому можно найти в ряде работ А.В. Белого, Ю.А. Евдокимова, В.Г. Савкина, В.А. Смургова и др., посвященных исследованию различных механизмов адгезионного взаимодействия металлической и полимерной фаз.

Защитные атмосферы. Физико-химическая сущность процессов взаимодействия контролируемых атмосфер с металлами и сплавами — конечный результат взаимодействия — определяется в основном термодинамическими и только частично кинетическими закономерностями.

Отсюда следует, что второй закон термодинамики, устанавливающий рассмотренный здесь рост энтропии, не может считаться абсолютным и распространение его на все явления Вселенной, из которых многие нам пока еще неизвестны, незаконно. Действительно, развитая трудами ряда ученых статистическая механика, рассматривающая явления, происходящие в телах, как результат движения и взаимодействия отдельных молекул, устанавливает, что второй закон термодинамики и выведенные из него следствия, в частности возрастание энтропии в изолированной системе, не являются абсолютным законом, а указывают лишь на наиболее вероятное протекание явлений. Правда, вероятность именно такого результата настолько велика, что по расчету может пройти много миллионов лет, пока в телах обычных размеров удастся хотя бы на короткий момент заметить малейшие отклонения от закона роста энтропии, но в телах очень малых размеров, состоящих из небольшого числа молекул или находящихся в необычных для нас условиях, такие отклонения уже могут стать вполне реальными.

Таким образом, Хуанг использовал так называемое «самосогласованное» приближение, основное допущение которого состоит в том, что отдельное волокно можно считать погруженным в некоторую «эквивалентную» однородную среду, свойства которой заранее неизвестны и подлежат определению. Эта процедура осредняет эффект взаимодействия отдельных волокон и соответственно приводит к средним результатам, а не к локальным значениям. Указанное выше предположение является весьма ограничительным и не позволяет применить соответствующую теорию к исследованию поведения композитов с плотной укладкой волокон и, следовательно, сильным их взаимодействием.

Микромеханическая точка зрения основывается на том, что поведение композиционного материала или конструкции тесно связано с величиной и распределением внутренних напряжений и с передачей нагрузки от одного компонента к другому. В микромеханике исследуются эти внутренние напряжения, а также внутренние реакции и взаимодействия отдельных частей, вызываемые приложенными силами. Полученные сведения являются основой для расчета и предсказания макроскопического поведения материала, выяснения вида разрушения и установления критерия прочности.

При взаимодействии инструмента с горной породой разрушенная порода представляет совокупность абразивных частиц. В ряде случаев в зоне соударения инструмента с монолитным абразивом создается зашламлен-ность в виде абразивной массы значительной толщины, в несколько раз превышающей размеры единичных зерен. При ударе инструмента по такой массе условия взаимодействия отдельных абразивных зерен с поверхностью изнашивания будут иные, чем при ударе по слою толщиной в одно зерно.

Дислокации с вектором Бюргерса а [100] расположены на линии пересечения плоскостей скольжения {211} и составляют основу сложных дислокационных образований «сгустков» [12], которые при частоте нагружения 36 герц имеют определенную кристаллографическую направленность. Наличие уравновешенного количества дислокаций противоположных знаков в пространственной сетке приводит к ди-польному характеру взаимодействия отдельных звеньев сетки и отсутствию разориентировки.

Большой вклад в теорию образования композиционных материалов на основе металлов и стекла внес советский ученый В. Преснов. Он показал, что прочная связь возникает в результате химического взаимодействия отдельных компонентов, входящих в состав соприкасающихся материалов. В. Пресновым и другими исследователями доказано, что на границе раздела между металлом и стеклом имеет место химическое взаимодействие донорно-акцепторного типа, в результате которого возникает координационно-ко-валентная связь. Роль акцепторов электронов играют кислотные окислы, донорами электронов выступают окислы с основными свойствами.

Пластическая деформация есть выражение сдвигов, происходящих под действием нагрузки в кристаллической решетке. В поликристаллических телах, каковыми являются металлы, сдвиги происходят по направлениям, ориентированным к приложенной силе под углом 45°, т. е. потнаправлениям действия максимальных касательных напряжений. Сдвиги идут не по границам зерен, а внутри их, и начинаются с тех зерен, у которых с направлением действия указанных напряжений совпадают плоскости кристаллов с наибольшей плотностью атомов. Затем в пластическую деформацию вовлекаются зерна с иной ориентацией атомов. Дислокация может рассматриваться как граница незавершенного сдвига./В результате взаимодействия отдельных дислокаций между собой возникают различного рода барьеры, препятствующие дальнейшему движению дислокаций. Кристаллическая решетка искажается, в результате происходящих сдвигов на месте бывших зерен образуются продукты их разрушения — вытянутые вдоль приложенной силы обломки зерен или блоки. Растет плотность дислокаций, меняется не только взаимное расположение атомов в кристаллической решетке, но и многие узлы ее оказываются не заполненными атомами, т. е. наряду с ростом количества дислокаций увеличивается количество вакансий. Все это вместе взятое и ведет к деформационному упрочнению металла при холодной пластической деформации.

крутильную силовую цепь, состоящую из п маховиков (инерционные узлы графа) с коэффициентами инерции fy, / = 1, ..., re, связанных между собой и с опорным звеном валами (соединения графа) с коэффициентами жесткости с, и с№, /, k = 1, .... п. В простейших случаях при рассмотрении свободных динамических систем структура динамического графа адекватна структуре отображаемой им реальной системы. Например, динамической системе, состоящей из валопровода, несущего несколько (п) маховиков, отвечает динамический граф той же структуры — в виде простой цепи, образованной п последовательно связанными инерционными узлами (рис. 65). В общем случае при анализе сложных несвободных динамических систем структура графа не находится в столь явном соответствии с физической структурой реальной системы, поскольку динамическая модель отражает труднообозримые в таких случаях взаимодействия отдельных звеньев системы с учетом наложенных связей. В качестве примера на рис. 66, а, б показаны схема одноступенчатой цилиндрической зубчатой передачи (а) и динамический граф (б) ее модели. Важными структурными характеристиками графа данной размерности является общее число а соединений и степени d, его

в) взаимодействия отдельных газовых компонентов между собой:

для процесса компонентов (очисткой от О2, СО2), осушкой и т. п. На разделе двух фаз, газовой и твёрдой, происходят реакции химического взаимодействия отдельных компонентов газовой смеси с железом, углеродом и легирующими элементами стали, определяющие процессы окисления, обез-

При проектировании электропривода вычерчивается элементная (развернутая) схема, которая облегчает уяснение работы установки и взаимодействия отдельных аппаратов. Элементная схема часто называется принципиальной схемой. Ниже приводятся основные правила начертания элементных схем: