Подобие локальное

Прерывистый характер роста усталостной трещины при затрудняет достоверное определение К из-за отсутствия подобия локального напряженного состояния при переходах устойчивость - неустойчивость - устойчивость трещины. Используем в качестве критерия подобия в автомодельных условиях константу А, и запишем условие подобия перехода от одной пороговой скорости к другой Uq В виде [c.306]

В такой записи ясно видно свойство подобия локальной турбулентности мелкомасштабные характеристики различных турбулентных течений отличаются только масштабами измерения длин и скоростей (или, что то же, длин и времен)2). [c.190]

Связь параметров трещиностойкости с параметром п. Прерывистый характер роста усталостной трещины при dl/dN В затрудняет достоверное определение из-за отсутствия подобия локального напряженного состояния при переходах устойчивость—неустойчивость—устойчивость трещины. Используем в качестве критерия подобия в автомодельных условиях константу Д, связывающую критическую плотность энергии деформации с коэффициентом Пуассона (уравнение (189)). [c.197]

Глава П КРИТЕРИИ ПОДОБИЯ ЛОКАЛЬНОГО РАЗРУШЕНИЯ [c.40]

В настоящей главе рассмотрены критерии подобия локального разрушения в условиях нормального отрыва. [c.41]

В данной главе будет показано, что с помощью критериев подобия локального разрушения влияние условий нагружения на трещиностойкость можно свести к учету изменения микромеханизма разрущения, контролирующего скорость движения трещины. В этом случае упрощается определение трещиностойкости материала, так как уровни критических значений К с в спектре, отвечающем спектру микромеханизмов разрушения, взаимосвязаны. Это позволяет по одному из известных значений Ki в спектре, рассчитывать уровни К с во всем спектре значений К с, реализуемых при нормальном отрыве при изменении внешних условий нагружения. [c.46]

Таким образом, при использовании критериев подобия локального разрушения при определении трещиностойкости удается исключить влияние внешних факторов на К с, а рассматривать влияние на трещиностойкость материала только одного параметра — структуры. Это достигается путем определения минимального (или максимального) значения параметра порядка (размера зоны в направлении движения трещины с предельной плотностью энергии упругой деформации). [c.46]

Использование критерия подобия R позволило определить трещиностойкость конструкционных сталей низкой и средней прочности в условиях подобия локального разрушения (табл. 2). [c.49]

Рис. 21. Размеры образцов для внецентренного растяжения, используемые в опытах для определения К1С стали при максимальном упругопластическом стеснении с использованием R- и У .-критериев подобия локального разрушения

Таблиц а 3. Сопоставление значений /СЦ , полученных с использованием к и -критериев подобия локального разрушения [c.57]

В соотношении (119) отношение Хс/ос является критерием подобия локального разрушения на мезо- или микроуровне. Для анализа условий подобия разрушения на микроуровне необходимо провести анализ устойчивости кристаллической решетки при предельном насыщении его дефектами с учетом кооперативного их взаимодействия. За- [c.83]

Учет подобия локального напряженного состояния при анализе характеристик трещиностойкости позволяет перейти к установлению связи между критической плотностью энергии деформации, характеристиками трещиностойкости и [c.133]

Использование соотношения (206) позволяет учитывать влияние внешних факторов на скорость роста трещин различных сплавов на данной основе в условиях подобия локального разрушения. [c.167]

Перечисленные условия подобия для образца и модели являются необходимыми и достаточными. Однако практически точное осуществление всех условий моделирования выполнить затруднительно. Поэтому была разработана методика приближенного моделирования, заключающаяся в стабильности и автомодельности потока и применяющая метод локальности. [c.425]

Локальное моделирование заключается в том, что подобие температурных полей осуществляется не во всем объеме аппарата, а в отдельных ее местах — сечениях, где производится исследование теплоотдачи. Равенство определяющих критериев в образце и модели может быть выполнено приближенно. [c.425]

Оказывается возможным получить ряд суш,ественных результатов о локальных свойствах турбулентности непосредственно из соображений подобия А. Н. Колмогоров, 1941 А. М. Обухов, 1941), [c.188]

Будем считать, что существенное изменение средней температуры происходит на тех же расстояниях I (основной масштаб турбулентности), на которых меняется средняя скорость движения. К мелкомасштабным (масштабы X I) пульсациям температуры можно применить те же общие представления и соображения подобия, которые были ул<е использованы при рассмотрении локальных свойств турбулентности в 33. При этом будем считать, что число Р 1 (в противном случае может оказаться необходимым введение двух внутренних масштабов, определенных по V и по х)- Тогда инерционный интервал масштабов является в то же время конвективным, — выравнивание температур в нем происходит путем механического перемешивания различно нагретых жидких частиц без участия истинной теплопроводности свойства температурных пульсаций в этом интервале не зависят и от крупномасштабного движения. Определим зависимость разностей температур Т%, от расстояний X в инерционном интервале (Л. М. Обухов, 1949). [c.299]

Вспомним, что каждый из критериев динамического подобия был образован делением соответствующей силы на величину, пропорциональную силе инерции поэтому число Фруда определяет по существу отношение веса (объемной силы) к силе инерции, число Рейнольдса — отношение силы вязкости к силе инерции, число Струхаля — отношение дополнительной (локальной) силы, вызванной неустановившимся характером движения, к силе инерции, число Эйлера — отношение силы гидродинамического давления к силе инерции. [c.79]

Таким образом, теплоотдача в реагирующем газе при локальном химическом равновесии и в инертном потоке описывается одинаковыми уравнениями. Этот вывод дает возможность использовать формулы, полученные теоретическим и экспериментальным способами при исследовании теплоотдачи в инертных средах, для химически реагирующих потоков путем простой замены в них н а на Я.дф, и эф. Таким образом, если для инертной среды получено уравнение подобия [c.372]

Из уравнения (3.53) следует, что каждая исследуемая точка в пределах потока может охарактеризовать любую другую точку потока, пие. здесь проявляется свойство локального подобия турбулентного движения, означающее то, что поля скоростей во всех точках подобны и отличаются друг от друга только масштабом времени и длины. Вместо масштабов для времени и длины могут быть взяты масштабы для скорости и длины. Длиной, характерной для осредненного движения. [c.80]

Результаты экспериментального исследования после их обработки дают информацию о поведении важнейших характеристик системы при различном сочетании влияющих факторов или краевых условий (например, зависимость коэффициента теплоотдачи от скорости жидкости, ее физических свойств и размеров системы). Обработка этих результатов на основе теории подобия или теории локального моделирования с последующей корреляцией обобщенных параметров (чисел подобия) позволяет получить зависимости, пригодные не только для исследованных режимов, но и для режимов, подобных изученным. Такая обработка расширяет область применения полученных результатов. [c.8]

При обобщении опытных данных на основе теории локального моделирования эмпирические зависимости, характеризующие процессы трения и теплообмена, имеют достаточно общий характер и могут использоваться для произвольных законов изменения граничных условий по длине канала. Такое свойство уравнений подобия, которые в этом случае называют законами трения и теплообмена, обусловлены их консервативностью к изменению граничных условий. [c.27]

Т. Карман сделал попытку связать длину I пути перемешивания только с локальными пара.метрами усредненного потока, для чего ввел гипотезу о подобии пульсаций скорости во всех точках данного турбулентного потока, и на ее основе получил зависимость [c.96]

Выясним физический смысл чисел Fr, Ей, Re, Sh и соответствующих критериев (5.89). Выражения для них получены делением коэффициентов при отдельных членах уравнений движения на коэффициент при конвективной силе инерции. Эти члены представляют собой отнесенные к единице массы силы различной физической природы V tgL = Fr характеризует отношение (но не равно ему) силы инерции к силе тяжести VLN = Re — отношение силы инерции к силе вязкости Pl(pVY = Ей — отношение силы давления к силе инерции L/ VT) = Sh — отношение локальной инерционной силы к конвективной. Таким образом, все критерии характеризуют отношения сил различной физической природы и потому являются критериями динамического подобия. [c.123]

При испарении пленки на первый взгляд теплоотдача должна подчиняться тем же закономерностям, что и при конденсации. То обстоятельство, что начальный расход жидкости в пленке при испарении обычно является заданным, а убыль расхода за счет испарения, как правило, не очень значительна, делает анализ теплоотдачи при испарении (в рамках подхода Нуссельта) даже более простым, чем при конденсации. Полагая, что расход жидкости в любом сечении пленки легко определяется из теплового баланса при известном его значении на входе, число Re , для испарения выступает как определяющий критерий подобия. Все соотношения, полученные выше для ламинарной пленки и определяющие изменения расхода в пленке с плотностью теплового потока на поверхности, остаются в силе. Локальная теплоотдача для гладкой ламинарной пленки при ее испарении с поверхности в среду собственного пара описывается формулой (4.37). Отличие лишь в направлении теплового потока, так как теперь АТ = - Т , Т > Т . Имея в виду, что при условии [c.180]

Если уравнения движения в безразмерном виде (Х.1) разделить не на размерный коэффициент при конвективной составляющей сил инерции, как это сделано выше, а на соответствующий коэффициент при локальной составляющей сил инерции, то получим числа подобия в виде [c.228]

Эти числа подобия характеризуют отношение конвективной составляющей сил инерции, сил тяжести, нормального давления и сил вязкости к локальной составляющей сил инерции. Каждое из них должно соблюдаться при нестационарных движениях, происходящих под действием соответствующих сил. [c.228]

Чтобы выяснить, каково влияние сил поверхностного натяжения на движение жидкости, необходимо разделить каждое выражение на последнее слагаемое справа. Полученная совокупность чисел подобия характеризует отношение соответствующих сил (локальные и конвективные силы инерции, силы тяжести, нормальные силы давления и силы вязкости) к силам поверхностного натяжения. Эти числа подобия будут равны [c.228]

Таким образом, для определения локального значения коэффициента теплоотдачи при омывании плоской поверхности ламинарным потоком жидкости и при наличии необогреваемого участка предложено следующее уравнение подобия [c.292]

Для расчета теплообмена при больших скоростях используются следующие известные формулы, полученные для тел с криволинейным контуром методами локального подобия (121 [c.265]

Часто используется приближенный метод локального моделирования. Особенность его состоит в том, что подобие процессов осуществляется лишь в том месте, где проводится исследование теплообмена. Например, исследуя теплоотдачу при смывании жидкостью пучка труб, детально исследуют теплообмен только на одной из труб. Остальные трубы служат лишь для придания модели геометрически подобной формы. Полученный результат распространяется затем на весь пучок труб. [c.138]

Одноименные безразмерные определяющие критерии подобия должны быть соответственно равны. Просто моделировать процессы, в которых физические характеристики сред постоянны. Если же переменность этих характеристик существенно проявляется в процессе, то точное моделирование, например конвективного теплообмена, в широком интервале рода жидкости и температурных параметров крайне затруднительно и тогда применяют приближенное моделирование. В частности, пользуются локальным тепловым моделированием, осуществляя подобие не во всем устройстве, а только в том месте, где изучается теплоотдача. [c.162]

Обоснованы универсальные свойства интегрального параметра закрутки как критерия гидромеханического подобия внутренних закрученных потоков. С использованием этого параметра обобщены практически все результаты исследований, представленные в периодической печати. Получены универсальные зависимости для расчета локальных и интегральных характеристик закрученного потока в осесимметричных каналах, пригодные для произвольных способов и законов местной закрутки [c.3]

Рассмотрены константы и критерии подобия локального разрушения и освещены закономерности дискретного роста усталостных трещин в условиях автомодельности, микромеханизмы разрушения и диссипативные структуры. Изложена техника и даны примеры количественной фракто-графии при анализе усталостных изломов с использованием представлений о фракталях, эквивалентном напряжении и пороговых значениях размаха коэффициента интенсивности напряжений, соответствующих точкам бифуркаций при смене определяющего микромеханизма разрушения. Приведены единые для сплавов на одной и той же основе (стали, алюминиевые и титановые сплавы) фрактографические карты, связывающие макро- и микропараметры разрушения. [c.2]

Анализ критических точек (точек бифуркаций), отвечающих при движении трещины смене микромеханизма разрушения в условиях подобия локального разрушения, с использованием концепции критической плотности энергии деформации позволил выявить однозначную связь между параметрами, контролирующими локальное и глобальное разрушения. Найденные соотношения и разработанная методология количественной фрактографии с учетом дискретности и автомодельности разрушения при возникновении локальной нестабильности позволяют с помощью микрофрактографических исследований решать важные инй енерные задачи, связанные с оценкой по микрофракто-графическим параметрам скорости и длительности роста усталостной трещины по механизму нормального отрыва, определением эквивалентных напряжений, склонности материала к хрупкому разрушению в точках бифуркаций, соответствующих смене микромеханизма разрушения, с установлением пороговой энергии на единицу длины трещины в этих точках. Это позволило разработать единые для сплавов на данной основе фрактографические карты, объединяющие мйкро- и макропараметры разрушения. [c.6]

Скорость разрушения определяется кооперативными процессами, прол исходящими на микро- и макроуровнях, и поэтому необходим учет как прочности межатомной связи в бездефектной кристаллической решетке, так и характеристик прочности и пластичности материалов с дефектами — дислокациями, вакансиями и т. п. на микро- и макроуровнях с учетом влияния исходной структуры на характеристики прочности и пластичности. В связи со сложностью поставленных механикой разрушения задач прямого эксперимента недостаточно для определения общих закономерностей разрушения материала с трещиной, а требуется привлечение подходов физики разрушения, позволяющих вникнуть в суть механизма явления. Но и это о мало, так как необходимо учитывать сложные по своему содержанию микропроцессы, оказывающие неоднозначное влияние на макропроцессы, определяющие в конечном итоге скорость разрушения. Переход от микроразрушения к макроразрушению может быть достигнут путем учета масштабного подобия. Это требует привлечения к а 1ализу механики трещин наряду с физикой прочности также теории подобия и анализа размерностей [28, 29]. Для применения теории подобия необходимо иметь большой объем предварительных данных и конкретных физических идей, позволяющих вывести уравнение, определяющее процесс. Если уравнение не удалось вывести, то применяют анализ размерностей [29]. Подходы механики разрушения позволяют рассматривать процесс разрушения как автомодельный, что упрощает решение задач механики трещин, ибо в условиях автомодельности необходимым и достаточным условием обеспечения подобия локального разрушения является использование только одного критерия подобия. К тому же теория подобия является своеобразной теорией эксперимента, так как позволяет установить, какие параметры следует определять в опыте для решения той или иной задачи [28]. Неучет этого фактора при определении критериев линейной механики разрушения привел к известным трудностям и к необходимости раздельного определения статической Ki . динамической Кы и циклической /С/с трещиностойкости. Однако каждый из указанных критериев, определенных экспериментально, без учета подобия локального разрушения, даже при одном и том же виде нагружения часто не дает сопоставимых значений из-за влияния степени стеснения пластической деформации на микромеханизм разрушения. [c.41]

Обычно принято считать, что соотношения линейной механики разрушения справедливы вплоть до напряжения в нетто-сечении, составляющего 0,8 От предела текучести материала при одноосном растяжении. Однако, как показал анализ контуров пластических зон с использованием метода конечных элементов [34], пределы применимости подходов линейной механики разрушения сильно зависят от степени стеснения пластической деформации и поэтому определение критических значений Кь отвечающих достижению предельного состояния при упругопластическом поведении материала с трещиной, требует учета степени стеснения пластической деформации. Это возможно при использовании критериев подобия локального разрушения с определением пороговых или критических значений /(,, отвечающих реализации различных микромеханизмов разрушения на стадии локального и глобального разрушения. Важным является выделение следующих параметров на стадии нестабильности разрушения Клс критическое значение,/(i при переходе к нестабильности разрушения, определяемого микросколом. Kf соответствует переходу к ручьистому микрорельефу разрушения и реализуется при динамическом [c.45]

Таблица 2. Механические свойства и характеристики трещиностоИкости стали различных марок в условиях подобия локального разрушения

Локальный коэффициент теплоотдачи в случае касания шаров друг с другом исследовался М. Э. Аэровым [41] на основе приближенного подобия процессов тепло- и массообмена методом испарения нафталина с поверхности шаровых элементов, упорядоченно расположенных в шестигранном канале. Каждый [c.80]

Геометрическое подобие образца и модели осуществить нетрудно. Подобное распределение скоростей во входном сечении также может быть выполнено относительно просто. Подобие физических параметров в потоке жидкости для модели и образца выполняется лишь приближенно, а рюдобие температурных полей у поверхностей нагрева в модели и образце осуществить очень трудно. В связи с этим применяют приближенный метод локального моделирования. [c.425]

В соответствии с уравнением подобия (19.16) локальное значение коэффициента теплоотдачи а = Сх , тогда среднее интегральное значение будет при этом а=1,25ад = . [c.294]

Здесь для расчета используется равенство интегральных тепловых потоков на пластине и рассматриваемом теле с учетом предыстории развития пограничного слоя. Формула для определения Хэф получена методом локального подобия и справедлива при Тст = onst. Для случая Тст = Тст (х) существует более сложная формула. [c.115]

Таким образом, в широком диапазоне изменения параметров и законов начальной закрутки (лопаточные эавихрители) установлено, что локальная структура закрученного потока однозначно характеризуется интегральным параметром закрутки Можно считать, что этот параметр характеризует подобие полей скоростей при течении закрученного потока в трубах, [c.47]

Как следует из изложенного, помимо выполнения первых двух условий подобия для подобия нужно еще, чтобы одноименные определяющие безразмерные переменные были численно равны. При этом для подобия процессов в ц ел о м достаточно, чтобы были численно равны одноименные определяющие переменные, составленные из постоянных величин, заданных в условиях однозначности. Например, подобие двух процессов теплообмена при течении жидкости в трубах будет иметь место, если будут выполнены первые два условия подобия и будут численно равны одноименные определяющие переменные, составленные только из заданных параметров математического описания процесса (постоянных). Процессы в целом будут подобны. В то же время -локальные (точечные) значения искомых переменных необходимо рассматривать в точках, характеризующихся равенством одноименных безразмерных координатЧ [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...