Значительные напряжения

4) конструкционные стали типа ЗОХГС, 40ХН—для частей штампа, испытывающих только значительные механические нагрузки при слабом разогреве (до 300°С).

На рис. 1.10, в пористая матрица 1 также заполняет пространство между двумя оболочками, но продольные подводящие 2 и отводящие 3 каналы расположены равномерно по окружности и примыкают к стенкам. Поперечное течение теплоносителя I сквозь матрицу осуществляется в радиальном направлении, что позволяет снизить затраты мощности на его прокачку. Интересно отметить, что здесь проницаемый каркас может передавать значительные механические усилия от внутренней трубы к внешней. Если внутренняя стенка является оболочкой твэла, то это позволяет полностью разгрузить ее от давления газообразных продуктов деления и изготовить предельно тонкой. Конструкцию, представленную на рис. 1.10, в, можно использовать для охлаждения элементов, подверженных воздействию больших механических нагрузок, например, подшипников.

Сваркой давлением называют способы, в которых для получения шва прилагают значительные механические усилия — сдавливание. Это диффузионная сварка (сдавливание хорошо подогнанных поверхностей в вакууме), сварка трением, контактная сварка

Результаты экспериментов показывают, что при Я, < 1 возникают значительные механические повреждения поверхностей, а по всей зоне контакта преобладает граничная форма смазки. При 1 2Л< 1.5 происходит износ, а также повреждение поверхности в виде притирания и участков язв. В этих условиях существует смешанная форма смазки, являющаяся сочетанием граничной и упругогидродинамической смазок с преобладанием первой из них. В диапазоне 1,5< А, < 3 может возникнуть некоторое притирание поверхности и износ. При таких значениях К также существует смешанная смазка с преобладанием упругогидродинамической формы.

Стойкость бумаги можно улучшить путем введения добавок, повышающих прочность на разрыв во влажном состоянии. В обычной бумаге для письма и печати такие добавки встречаются редко, но могут присутствовать в фотобумаге, бумаге для карт и т. д. Бумага на основе хорошей тряпичной массы в сочетании с модифицирующей смолой может в течение длительного времени сохранять прочность на разрыв во влажном состоянии, очень близкую к прочности в сухом со'-стоянии. В это время она может выдержать значительные механические нагрузки и не разорваться. Вместе с тем существуют и очень слабые сорта бумаги, например газетная, которые быстро разрушаются в воде уже при малых или даже незаметных механических воздействиях. Как слабые сорта, так и бумага с повышенной прочностью во влажном состоянии обычно не используются для письма или печати (за исключением газетной бумаги).

Местные дополнительные механические напряжения в металле возникают из-за конструктивных недостатков или дефектов монтажа котлов, а также при их неудовлетворительной эксплуатации. Так, при зажатии концов нижних барабанов котлов в обмуровке возникают значительные механические напряжения в кипятильных трубах вследствие невозможности их расширения при нагревании. Это зачастую приводит к кольцевым трещинам в завальцованных концах труб. В вертикально-водотрубных котлах наиболее часто наблюдаются кольцевые трещины в трубах второго пучка, как наименее изогнутых и, следовательно, менее эластичных. Свободному смещению коллекторов экранов часто препятствуют имеющиеся у них мертвые опоры, вследствие чего возникают чрезмерно высокие напряжения в экранных трубах. Точно так же зажатие экранных труб в кладке или в местах прохода их через обшивку котла вызывает значительные напряжения в металле барабана или коллектора.

Результаты экспериментов показывают, что при К < 1 возникают значительные механические повреждения поверхностей, а по всей зоне контакта преобладает граничная форма смазки. При 1 <Д< 1,5 происходит износ, а также повреждение поверхности в виде притирания и участков язв. В этих условиях существует смешанная форма смазки, являющаяся сочетанием граничной и упругогидродинамической смазок с преобладанием первой из них. В диапазоне 1,5 < А, < 3 может возникнуть некоторое притирание поверхности и износ. При таких значениях К также существует смешанная смазка с преобладанием упругогидродинамической формы.

Зажатие экранных труб в местах прохода их через кладку или обшивку котла также вызывает при их термическом расширении значительные механические напряжения, передающиеся не только на завальцованные концы, но и на коллекторы или барабаны котла, в которых они закреплены. Повышенные местные дополнительные напряжения могут возникать при большой разности температуры котловой воды в барабане и питательной воды, непосредственно попадающей на его стенки, например в штуцерах для ввода питательной воды или раствора фосфатов, если отсутствуют надежные защитные рубашки у этих штуцеров. То же относится к штуцерам для ввода и вывода перегретого пара в пароохладитель, расположенный внутри барабана, или к штуцерам длинных труб, соединяющих барабан с водяной частью водоуказательных колонок и т. п.

топлива и значительные механические потери топлива. Данные о тепловой работе топок с цепной решеткой приведены в табл. 6—I.

Причиной аварий могут быть самые различные конструктивные недостатки пароперегревателей. Например, при защемлении отдельных труб в результате нагрева-ния возникают высокие механические напряжения, приводящие к разрушению металла. На рис. 7-13 показана схема крепления и подвески змеевиков третьей ступени пароперегревателя котла ТП-240-1, которая имеет указанный конструктивный дефект. Действительно, на этой схеме трубы змеевиков и выходной коллектор закреплены жестко. Например, нижнее колено выходной петли во время работы находится под воздействием двух сил, возникающих от тепловых удлинений короткого участка трубы АВ и длинного CD, что вызывает значительные механические напряжения, которые и служат причиной повреждений нижних колен.

До полнительные местные механические на^ пряжения в металле могут возникать из-за конструктивных недостатков, а также вследствие неудовлетворительной эксплуатации котлов. Так, при зажатии барабанов и коллекторов котла в обмуровке возникают значительные механические напряжения в местах крепления кипятильных труб, удлиняющихся при нагревании. К. тому же приводит зажатие экранных труб в местах прохода их через кладку или обшивку котла. Повышенные местные дополнительные напряжения могут возникать при большой разности температур котловой воды в барабане и питательной воды, непосредственно попадающей на его стенки, например в штуцерах для ввода в него питательной воды или раствора фосфатов, если отсутствуют надежные защитные рубашки у этих штуцеров. То же относится к штуцерам для ввода и вывода перегретого пара в пароохладитель, расположенный внутри барабана, к штуцерам, соединяющим барабан с водяной частью водоуказательных колонок, расположенных от барабана на значительном расстоянии, и т. п.

В околошовной зоне диффузионно-подвижный водород взаимодействует с Си20, располагающейся по границам зерен; образующиеся пары воды, которые не растворяются в меди и не могут из нее выйти, создают в металле значительные напряжения, приводящие к образованию большого числа микротрещин. Это явление получило название водородной болезни меди. Для предупреждения водородной болезни меди следует снижать количество водорода в зоне сварки (прокалка электродов и флюсов, применение осушенных защитных газов). Окись углерода также может участвовать в раскислении меди по реакции

В предварительно напряженной железобетонной конструкции1 металл испытывает значительные напряжения, и поэтому в таких конструкциях применяют высокопрочные стальные стержни или высокопрочную проволоку.

В процессе прессования частицы порошка подвергаются упругим и пластическим деформациям, в результате чего в заготовке накапливаются значительные напряжения. После извлечения из пресс-формы заготовки размеры ее изменяются за счет упругого последействия .

На рис. 20.28 показана принципиальная схема многодисковой фрикционной муфты. При передаче вращающего момента шлицы испытывают значительные напряжения смятия, особенно шлицы вала, где окружные силы намного больше сил, действующих на шлицы внешних дисков. При конструировании фрикционных муфт имицы обязательно проверяют расчетом на смятие.

Значительные напряжения образуются в поверхностных слоях в процессе механической обработки. Пластический сдвиг и разрушение металла при снятии стружки сопровождаются возникновением в близлежащих слоях остаточных напряжений разрыва. Чем грубее обработка, т. е. чем больше толщина снимаемого слоя и усилия резания, тем выше остаточные напряжения (при грубом точении стали возникают остаточные растягивающие напряжения 80-100 кгс/мм2). К механическим напряжениям-дрисоеди-няются термические напряжения, являющиеся результатом тепловыделения в зоне резания, а также напряжения, возникающие в результате структурных и фазовых превращений в очагах повышенного тепловыделения.

Повреждение с теми же характеристиками, что и у царапины. В отличие от царапины задир имеет зазубренные края. Задир характеризуется когезионным отрыве • при котором прочность фрикционных связей между понерхностью металла и царапающим телом выше прочности основного материала стенки аппарата Повреждение, проявляющееся в результате динамического взаимодействия поверхности аппарата (трубы) с твердым телом, имеющим острые края, без тангенциального перемещения. В зависимости от характера и силы удара забоина может иметь различную форму, площадь и глубину (до 4 мм). В стенке обечайки аппарата в момент удара возникают значительные напряжения изгиба. Площадь забоины условно равна произведению ее длины (максимального линейного размера забоины в плане) на ширину (наибольший размер, перпендикулярный длине забоины)

Хорошо известна роль дислокаций в процессе деформационного упрочнения [74, 75]. По сути, дислокация представляет собой квазичастицу, преодолевающую при своем движении по кристаллу ряд энергетических барьеров. Крупномасштабные барьеры, обусловленные дальнодействую-щими полями внутренних напряжений, так же как и среднемасштабные барьеры, являющиеся следствием взаимодействия параллельных дислокаций, могут быть достаточно высоки, и для их преодоления требуется приложить значительные напряжения. Этим следует объяснять повышение временного сопротивления ав и предела текучести ат при деформационном упрочнении.

Другим источником напряжений третьего рода, охватывающих области меньшего, чем у дислокаций, порядка, являются внедренные атомы. В зависимости от характера взаимодействия внедренных атомов с атомами матрицы возможны как растяжения, так и сжатия решетки (рис. 2.1). Поля напряжений распространяются по всем направлениям примерно на одинаковые расстояния, в то время как вокруг дислокаций силовое поле имеет относительно значительную напряженность, по крайней мере в одном направлении. Установлено, что в закаленной стали возникают заметные искажения решетки и значительные напряжения третьего рода. Смещение атомов железа из узлов решетки составило 0,007 нм при содержании углерода 0,35% и 0,009 нм при 0,41% углерода.

ществляется при минимальных напряжениях, практически в окислах всегда можно обнаружить значительные напряжения. Для понимания механизма окислительного изнашивания чрезвычайно важен вопрос о сцеплении окисных пленок с металлом. Металл и окисел оказывают друг на друга механическое воздействие, в последнем обычно возникают сжимающие напряжения, а в металле - растягивающие. Это, естественно, способствует отслаиванию окислов по поверхности раздела. На поверхности раздела действуют срезающие (тангенциальные) усилия, которые в зависимости от прочности окисла и величины адгезии могут привести к отделению окисной пленки точно по границе металла или к ее разрушению по касательной к микровыступам на поверхности металла.

значительные напряжения смятия, особенно шлицы вала, где окружные силы значительно больше сил, действующих на шлицы внешних дисков. При конструировании фрикционных муфт шлицы обязательно проверяют расчетом на смятие.

Начальные, исчезающие и остаточные напряжения обычно приводят к уменьшению прочности деталей. Однако умелое их использование, наоборот, дает возможность повысить прочность деталей следующими путями: 1) предварительным напряжением в системе соединения тел (предварительно напряженный железобетон); 2) поверхностным наклепом (дробеструйной обработкой), при котором на поверхности детали создаются значительные напряжения сжатия, что приводит к повышению выносливости деталей; 3) химико-термической обработкой (цементация, азотирование и др.), которая изменяет в верхних слоях поверхности химический состав и свойства материала; 4) закалкой, при нагреве токами высокой частоты, с помощью которой в верхних слоях деталей создаются большие напряжения сжатия (для стали 700—900 Н/мм2). Все эти виды термического упрочнения дают возможность не только повысить усталостную прочность деталей, но и их износостойкость в два-три раза.