Внутренних остаточных

Момент МИ (его обозначают также Мх, поскольку это момент относительно оси х поперечного сечения) называют изгибающим моментом. Ясно, что момент относительно оси, перпендикулярной к плоскости чертежа (см. рис. 289, в), не могут создать силы, лежащие в этой плоскости, т. е. касательные силы упругости: они либо пересекают эту ось, либо ей параллельны (см. стр. 68). Таким образом, наличие изгибающего момента означает, что в поперечном сечении балки возникают внутренние силы, перпендикулярные к этому сечению, т. е. нормальные напряжения ст. Можно сказать, что изгибающий момент представляет собой результирующий момент внутренних нормальных сил упругости, возникающих в поперечном сечении балки.

Установим положение нейтральной оси (оси х), основываясь на том, что сумма внутренних нормальных сил упругости, возникающих в поперечном сечении балки, т. е. продольная сила, равна нулю:

Таким образом, изгибающий момент представляет собой результирующий момент внутренних нормальных сил, возникающих в поперечном сечении бруса, относительно нейтральной оси этого сечения.

Продольная сила есть равнодействующая внутренних нормальных сил, возникающих в поперечном сечении бруса. Нетрудно понять, что в сечении 2—2 на правом участке продольная сила будет иметь другое значение: N2 = 2Р. Таким образом, продольная сила в поперечном сечении бруса численно равна алгебраической сумме внешних сил, расположенных по одну сторону сечения (имеется в виду, что все силы направлены вдоль оси бруса).

Изгибающий момент есть результирующий момент относительно нейтральной оси внутренних нормальных сил, действующих в поперечном сечении балки.

Можно поступить и иначе, выбрав в качестве точки приведения внутренних нормальных к сечению сил не точку О, а точку

— т (f) (рис. 6.2, а). Изгиб кольца сопровождается возникновением внутренних нормальных и поперечных усилий N = N (ф) и Q = Q (ф) и изгибающего момента М = М (ф). Условия равновесия элемента кольца рассмотрим в обычной линейной постановке, не учитывая деформаций кольца (рис. 6.2, б).

О работе внутренних сил при перемещении дисков кинематических систем конструкции. По условиям работы пластические шарниры можно разделить на два вида: линейно-неподвижные и линейно-подвижные. К линейно-неподвижным пластическим шарнирам можно отнести такие, в которых в предельной стадии происходит только взаимный поворот смежных дисков без их перемещения в направлении действия внутренних нормальных сил. При этом может происходить не только поворот дисков в шарнире, но и перемещение шарнира в направлении, перпендикулярном к направлению внутренних нормальных сил. В таких шарнирах могут иметь место предельные моменты и нормальные силы. Однако пр'* перемещении дисков кинематической системы работу

Линейно-подвижными пластическими шарнирами назовем такие шарниры, в которых в предельной стадии происходит не только поворот, но и линейное перемещение дисков в направлении действия внутренних нормальных сил (см. рис. 3.1, г—е). В соответствии с рис. 3.1, г перемещение дисков арки возможно только при перемещении торцов дисков в направлении действия нормальных сил. Принимается, что такое перемещение возможно за счет образования пластических зон в ослабленных трещинами сечениях. Аналогично перемещение кинематической системы цилиндрической панели возможно только при линейном смещении торцов дисков в шарнирах, расположенных вдоль прямолинейных ребер или под углом к ним.

Предельную нагрузку с некоторой погрешностью можно определить как уравновешенную предельными моментами <7"Р и предельными силами распора д^р . Работа внутренних нормальных предельных сил определится перемножением эпюр усилий JVnp и перемещений А/. Работа предельных моментов определяется как в плоской плите, защемленной по контуру:

В {Л. 228, 229] выдвинута гидродинамическая теория ясевдоожи-женного слоя. По этой теории псевдоожижение — это превращение упруго вязкой среды (какой является сыпучий материал) в среду, наделенную только вязкими свойствами, когда нормальные напряжения в слое становятся равными нулю. Идеально однородное лсевдо-ожиженное состояние образуется в том случае, когда «рыхлая» структура слоя является более «устойчивой». При неустойчивости имеются локальные дисбалансы объемных и поверхностных сил в псевдоожиженном слое. Это приводит к временному образованию внутренних (нормальных) напряжений и разрывам слоя — образованию «каверн», т. е. областей относительно свободных от твердых частиц. В псевдоожиженном слое эти каверны можно рассматривать как пузыри. Но аналогию их с пузырями газа в жидкости автор [Л. 228] справедливо считает весьма условной.

Таким образом система внутренних остаточных сил уравновешена, и в стержне «замораживается» остаточное усилие

Основными требованиями к конструкции экранов являются следующие. Они должны быть газоплотными, технологичными в изготовлении, по возможности менее металлоемкими, транспортабельными и поставляться на монтажную площадку в виде законченных заводских блоков, готовых к сборке. Конструкция экранов должна обеспечивать свободу теплового расширения труб при нагреве и охлаждении во избежание появления в металле внутренних остаточных напряжений, надежный отвод теплоты от стенки для предотвращения перегрева металла, устойчивый режим течения среды без пульсаций и значительных неравномер-ностей по расходу в отдельных трубах, малую чувствительность к тепловым неравномерностям обогрева газами по периметру и высоте топки.

Основными требованиями к конструкции экранов являются следующие. Они должны быть газоплотными, технологичными в изготовлении, по возможности менее металлоемкими, транспортабельными и поставляться на монтажную площадку в виде законченных заводских блоков, готовых к сборке. Конструкция экранов должна обеспечивать свободу теплового расширения труб при нагреве и охлаждении во избежание появления в металле внутренних остаточных напряжений, надежный отвод теплоты от стенки для предотвращения перегрева металла, устойчивый режим течения среды без пульсаций и значительных неравномер-ностей по расходу в отдельных трубах, малую чувствительность к тепловым неравномерностям обогрева газами по периметру и высоте топки.

Наконец, специфической особенностью поверхностного слоя является возникновение внутренних остаточных напряжений.

ключение проводилась выдержка матрицы в течение 7 ч при 450 К; эта выдержка не предусмотрена стандартным режимом полного отжига (обработка «О») и введена с тем, чтобы характер внутренних остаточных напряжений был примерно таким же, как и при обработке «Т-б», стандартной заключительной стадией которой является старение (450 К, 7 ч). Обработка сплава А16061 на твердый раствор предусматривает кратковременную выдержку при 811 К с последующей закалкой в воду; ее, однако, не применяли:» поскольку для изменения состояния поверхности раздела необходима термическая обработка при более низких температурах. В частности, закалку в воду производили непосредственно после отжига при 778 К, так как повышение температуры обработки на твердый раствор до стандартного значения 811 К могло бы неизвестным образом повлиять на то состояние поверхности раздела, каким оно было после отжига при 778 К- Старение во всех случаях проводили по режиму 450 К, 7 ч.

тивное выполнение (наличие «жестких» концентраторов напряжений, пересечение сварных швов и т. п.), наличие внутренних остаточных напряжений; имеют значение также условия эксплуатации (низкие температуры, ударные нагрузки, наличие активных сред и т. п.).

При длительном развитии разрушения появление дополнительных трещин весьма вероятно; их обнаружение и анализ помогает установить характер разрушения, тем более, что при длительном развитии эксплуатационной трещины поверхность разрушения сильно повреждается. Траектория трещины может свидетельствовать о времени ее возникновения; например, на неработавшей детали из высокопрочного алюминиевого сплава обнаруженная трещина идентифицировалась вначале как штамповочная, однако анализ ее траектории показал, что она строго следовала рискам от механической обработки, следовательно, трещина возникла либо при механической обработке, либо спу-ся какое-то время под действием внутренних остаточных напряжений.

Преждевременному разрушению, главным образом при переменном и длительном статическом нагружении малопластичных материалов, в сильной степени способствует наличие внутренних остаточных растягивающих напряжений [50, 52].

Существует ряд методов измерения внутренних остаточных напряжений; рентгеновский, тензометрический и др. [9, 43]; качественно наличие растягивающих остаточных напряжений в поверхностном слое образца или детали может быть выявлено методом травления: при существенной их величине травление приводит к растрескиванию поверхностного слоя (рис. 144).

В композициях на основе титана и его сплавов, армированных волокнами бора, карбида кремния, двуокиси алюминия, отсутствует проблема физической совместимости, так как коэффициенты линейного расширения титана (аТ1 = 8,4-10~8 ''С"1) и указанных волокон (ав = 6,3- 1СГ60 С"1) различаются несущественно с точки зрения внутренних остаточных напряжений. Однако химическая несовместимость компонентов является главной причиной, по которой в настоящее время отсутствуют высокопрочные титановые композиции, способные конкурировать с обычными титановыми или никелевыми сплавами даже по удельной прочности.

Качество отверждения и степень полимеризации полимерных материалов зависят от температурно-временного режима формования изделия. Недостаточные нагрев и время выдержки приводят к неполному отверждению материала, что снижает физико-механические свойства. Нарушение температурно-временного режима при охлаждении изделия вызывает неравномерную усадку, коробление и образование трещин и расслоений, а также внутренних остаточных напряжений.