Разрушение слой адгезионный

Длительная прочность монослоя в случае разрушения сцепления также определяется разрушением в наиболее нагруженных точках, приводящим к лавинообразному разрушению слоя. Тогда согласно условию (5.1.90) критерий длительной адгезионной прочности слоя с учетом (5.1.92) имеет вид [c.303]

Рис. 4.36. Энергии разрушения по адгезионному слою (Gj ) и по поверхности раздела между слоями композита [31]. Обозначения у кривых (3502, 5208, ВР 907, РЕЕК) — виды связующего.

Таблица 4.4. Энергии разрушения по адгезионному слою (Gi ) и по поверхности раздела между слоями композита (С У [31]

На основании исследований отечественных и зарубежных ученых, посвященных изучению процессов деформирования и разрушения инструментов, появилась возможность систематизировать различные виды изнашивания и объяснить их физическую природу. Абразивное изнашивание инструментов происходит путем царапания и истирания отдельных участков поверхностей инструмента твердыми включениями, находящимися в обрабатываемом материале. Отделение частичек материала осуществляется путем микрорезания, глубинного вырывания и повторного деформирования, приводящего к разрыхлению поверхностных слоев. Адгезионное изнашивание связано с молекулярным взаимодействием поверхностных слоев режущего инструмента и обрабатываемого материала. Наличие в области контакта чистого трения значительно активизирует адгезионный износ (схватывание, прилипание, холодная сварка). При движении деформированного материала все время происходит процесс разрушения и возникновения мостиков сварки и адгезионных пятен на поверхностях режущего клина. Частицы материала вырываются с поверхностей инструмента и уносятся [c.51]

Природа удаления загрязнений с помощью струй заключается в механическом разрушении слоя загрязнений, его адгезионных связей с очищаемой поверхностью за счет удара движущейся жидкости о преграду. Сила удара (гидродинамическое давление) на расстоянии х от насадка [c.131]

Следует отметить, что адгезионное схватывание относится к недопустимым видам и является следствием нарушения нормальной эксплуатации машин или ошибок при подборе материалов. Стараются также избежать процессов изнашивания, при которых возникает микрорезание, так как при этом значительно возрастает интенсивность процесса разрушения поверхностных слоев. Поэтому основные причины разрушения микрообъемов связаны с усталостными процессами. [c.232]

После почти десятилетнего периода поисков и исследований современные композитные материалы получили широкое распространение во многих отраслях современной техники — от космической до производства изделий массового потребления. Высокие удельные характеристики жесткости и прочности и особенности технологии переработки, позволяющие создавать материалы с заданной ориентацией свойств, выдвинули композиты на первый план среди современных конструкционных материалов. Естественно, в связи с развитием и внедрением новых конструкционных материалов возникла необходимость научиться оценивать их прочностные свойства при различных видах нагружения. Не менее важно знать, как технологические (поверхностные дефекты, нарушения адгезионной связи между слоями) и конструкционные (болтовые, заклепочные, клеевые соединения, закладные детали из других материалов) несовершенства изменяют механизм разрушения композитов. В то же время многочисленные попытки анализа и интерпретации имеющихся экспериментальных данных пока еще не привели к исчерпывающему пониманию явления разрушения в композитах. [c.34]

На рис. 2.29 показаны типичные зависимости, полученные при помощи предложенного анализа. Верхний график иллюстрирует характерное изменение протяженности а зоны межслойного разрушения при изменении средних напряжений сг, приложенных к композиту. Межслойное разрушение начинается только после того, как напряжения между слоями достигнут уровня Су, соответствующего появлению неупругой области на границе трещины в слое. При дальнейшем росте напряжений вплоть до уровня Ос (рис. 2.29) размер неупругой области увеличивается. При Ос нарушится связь между слоями с трещиной и смежными слоями (начинается процесс расслоения). При этом в большинстве случаев еще возможно дальнейшее увеличение средних напряжений в композите. Как правило, рост напряжений выше уровня сгс составляет 10 ч- 100% в зависимости от свойств материала. Окончательно, при напряжении Od рост области расслоения становится неустойчивым, и последующее малое приращение приложенных напрял<ений приводит к полному разрушению композита. Напряжение Od считается напряжением, приводящим к разрушению слоистого композита от нарушения межслойных адгезионных связей, при условии, что в композите существуют слои с начальными трещинами. Подобное представление процесса межслойного разрушения аналогично рассмотренному ранее процессу распространения трещины в направлении нагружения (рис. 2.27). [c.82]

Связь трения и износа с неровностями поверхности. Современная молекулярно-механическая теория трения объясняет силу сухого (и граничного) трения скольжения образованием и разрушением адгезионных мостиков холодной сварки контактирующих участков шероховатой поверхности и зацеплением (и внедрением) неровностей 110, 40]. Трение обусловлено объемным деформированием материала и преодолением межмолекулярных связей, возникающих между сближенными участками трущихся поверхностей. При этом износ протекает в виде отделения частиц за счет многократного изменения напряжения и деформации на пятнах фактического контакта при внедрении неровностей истирающей поверхности в истираемую поверхность. Во многих случаях износ имеет усталостный характер растрескивания поверхностного слоя под влиянием повторных механических и термических напряжений, соединения трещин на некоторой глубине и отделения материала от изнашиваемого тела. Интенсивность изнашивания зависит от величины фактического контакта и напряженного состояния изнашиваемого тела, которые в свою очередь в сильной степени зависят от размеров и формы неровностей и, в частности, от радиусов закругления выступов. В обычных условиях истирающая поверхность является существенно более жесткой и шероховатой по сравнению с той, износ которой определяется, и ее неровности оказываются статистически стабильными при установившемся режиме трения. Таким образом, в отношении износостойкости деталей неровности их поверхностей имеют первостепенное значение. [c.46]

При прочной адгезионной связи пленки с подложкой и достаточно высоком уровне напряжений возможно разрушение приповерхностного слоя подложки. Тогда пленка отделяется вместе с этим слоем. Такая картина наблюдается часто при нанесении и вжигании металлических пленок с высоким пределом текучести на подложки таких хрупких материалов, как кремний, германий, стекло, керамика. [c.86]

Современное состояние науки об износе со всей очевидностью свидетельствует, что создание эффективных методов борьбы с ним невозможно без понимания механизма этого явления. Комплексный подход к изучению механизма изнашивания, включающий как изучение изменений, происходящих на фрикционном контакте, так и анализ частиц износа, показал, что все многообразие условий трения можно рассмотреть с нескольких общих позиций, одна из которых — представление об усталостной природе разрушения поверхностных слоев. При этом под усталостным разрушением понимается разрушение в результате многократного циклического нагружения, которое имеет место практически при всех видах фрикционно-контактного воздействия. Привлечение к рассмотрению процесса изнашивания понятия о малоцикловой усталости позволяет распространить представление об его усталостной природе и на такой традиционный вид износа, как адгезионный. В материалах [c.3]

Общность представления об усталостном разрушении поверхностей трения, которое в последнее время распространяется и на такие виды изнашивания, как адгезионный износ [53] или износ под действием абразивных частиц [52], дает основание полагать, что имеет место и определенная общность характера структурных изменений при фрикционно-контактном воздействии. Это, например, подтверждается работой [122], где выявлено периодическое изменение микротвердости стальных поверхностей в процессе гидроабразивной обработки, которое авторы связывают с периодическим упрочнением и разрушением поверхностного слоя. Ниже приведены результаты исследования закономерностей структурных изменений при изнашивании металла в струе твердых сферических частиц. Теоретический анализ, выполненный в работе [123], свидетельствует об усталостной природе разрушения в этих условиях. [c.76]

Роль частиц износа в понимании механизма разрушения поверхностных слоев при трении важна и многообразна. Их изучение — единственный способ оценить толщину слоя, ответственного за разрушение, что позволяет проводить более обоснованный выбор методов исследования при анализе структурных изменений, предшествующих разрушению на фрикционном контакте. Частицы износа отражают как адгезионные свойства материала, так и его способность деформироваться нри трении. Состав частиц позволяет судить о температуре на фрикционном контакте и о преимущественном износе той или иной фазы в многофазных материалах. Форма и размер частиц — индикатор нормальной работы пары трения. Доказательством важности исследования продуктов износа для понимания механизма изнашивания может служить теория износа отслаиванием , где анализ формы и размера частиц позволил сформулировать механизм их образования и экспериментально подтвердить его путем целенаправленного исследования поверхностных слоев контактирующих материалов [126]. [c.80]

Привлекая к рассмотрению механизма адгезионного износа представление о мало- и многоцикловой усталости, а так ке о накоплении повреждений в подповерхностных слоях в результате механической обработки поверхности трепия и в результате многократного воздействия неровностей контртела, автор [53] делает вывод о том, что усталость является естественной причиной разрушения поверхносте трения. [c.103]

Механические взаимодействия обычно сопровождаются молекулярными. Вид разрушения зависит от прочности пленки, разделяющей контактируемые поверхности. Если прочность пленки меньше прочности основного материала, то произойдет микроразрушение (адгезионный отрыв) если же прочность пленки или поверхностных слоев больше прочности основного материала и прочность связи их с основным материалом велика, то произойдет глубинное вырывание (когезионный отрыв). [c.193]

Адгезионно-деформационная или молекулярно-механическая теория трения твердых тел (внешнего трения) дает представление о природе износа, главных действующих факторах, и показывает возможность описания основных закономерностей трения. Согласно этой теории процесс трения сопровождается комплексом явлений взаимодействием контактирующих поверхностей, физико-химическим изменением поверхностных слоев трущихся пар, разрушением (износом) поверхностей. В связи с существенной дискретностью фрикционного контакта, различием температурного и напряженного состояния в отдельных точках контакта, [c.160]

Усталостное и абразивное изнашивания, как правило, сопровождаются адгезионным изнашиванием [66]. В этих случаях в локальных зонах фактического контакта происходит интенсивное молекулярное (адгезионное) взаимодействие, силы которого превосходят прочность связи между отдельными элементами надмолекулярных образований или полимерных молекул, находящихся в напряженно-деформированном состоянии. Происходит поверхностное разрушение материалов, продукты которых образуют более или менее устойчивые участки пленки ( третье тело ), последние в результате дальнейшего фрикционного воздействия диспергируются. Этот процесс может многократно повторяться. Описанный механизм фрикционного переноса способствует уменьшению интенсивности изнашивания полимеров, имеющих пластический характер деформирования. Жесткие аморфные полимеры плохо образуют слои переноса и в условиях трения без смазки интенсивно изнашиваются. [c.65]

Среди физико-химических процессов, определяющих процесс резания, основное значение имеет процесс пластической деформации при образовании стружки. От характера пластической деформации, деформационного упрочнения и разрушения металла при стружкообразовании зависят точность обработки деталей и качество поверхностного слоя. Параллельно со стружкообразованием при резании протекают процессы контактного взаимодействия инструмента со стружкой и обработанной поверхностью, сопровождаемые интенсивным тепловыделением, трением, адгезионным взаимодействием обрабатываемого материала и инструмента. Явления, сопровождающие контактное взаимодействие, существенно влияют на свойства обработанной поверхности, определяют стойкость инструмента и устойчивость процесса резания. Современная теория резания рассматривает процессы стружкообразования, контактных взаимодействий и формирования поверхности детали как единый процесс разрушения и деформирования металла. [c.565]

Периодически повторяющееся схватывание и разрушение адгезионных связей вызывает циклическое нагружение контактных слоев инструментального материала, приводящее к его усталости. Развитие усталостных процессов ведет к последующему разрушению металла в виде выкрашивания и сколов. В этих условиях инструментальный материал, обладающий высокими значениями циклической прочности и ударной вязкости, лучше сопротивляется адгезионному изнашиванию. [c.578]

Термин жесткость имеет несколько смыслов, когда он применяется к адгезивам. Обычно под этим термином понимается сопротивление адгезионного слоя разрушению при определении удар-358 [c.358]

Обозначения. Л — разрушение несущей пластины при растяжении Б — разрушение адгезионного слоя В — разрушение сотового заполнителя при сжатии Г — прогибы несущей пластины внутрь ячейки сотового заполнителя. [c.371]

В подавляющем большинстве гетерогенных полимерных композиций такие свойства, как модули упругости и термические коэффициенты объемного расширения фаз, различаются между собой. Это приводит к возникновению на границе раздела фаз напряжений, приводящих к падению прочности и изменению других свойств Б результате образования трещин и разрушения связи между фазами. Возможны по крайней мере два путл снятия этих напряжений постепенное изменение свойств в пограничном слое от одной фазы к другой нанесение более эластичного или пластичного слоя на границу раздела между матрицей л жестким наполнителем. Этот слой обеспечивает частичную релаксацию напряжений, деформируясь без разрушения адгезионной связи между фазами. Такой слой должен быть значительно толще, чем слой аппрета, наносимого на поверхность минеральных наполнителей. [c.287]

Интенсивность износа минимальна при упругом контактировании. При пластическом деформировании она увеличивается на несколько порядков. Это обусловлено тем, что участки поверхности под влиянием пластической деформации интенсивно упрочняются и по исчерпании запаса пластичности хрупко разрушаются. Этому же способствует и усиление адгезионного взаимодействия. Микрорезание относится к недопустимым механизмам изнашивания, так как вызывает интенсивное разрушение поверхностного слоя. Микрорезание возможно не только внедрившимися неровностями, но и посторонними твердыми частицами. Такой вид разрушения поверхности называют абразивным изнашиванием. [c.329]

При первом виде взаимодействия срез адгезионных связей происходит по оксидным или адсорбированным пленкам, которыми всегда покрыты трущиеся поверхности. Скорость образования оксидных пленок обычно высока, чему способствуют высокие температуры, развивающиеся на поверхностях трения. Разрушение поверхности путем среза оксидных пленок называется окислительным изнашиванием. Это наиболее благоприятный вид изнашивания, при котором процессы разрушения локализуются в тончайших поверхностных слоях. [c.329]

Сцепление различных материалов имеет разную физико-химическую природу, однако математическое описание процесса разрушения адгезионных связей разной природы оказьшается одинаковым. Теория адгезии при сдвиге аналогична теории Гриффитса — Ирвина согласно теории адгезии адгезионная прочность описывается одной новой константой (вязкостью скольжения контактного слоя), а также размером дефекта или слабого места на контакте различных материалов. Константа является объективной характеристикой прочности адгезии, а размер дефекта — чисто технологической или эксплуатационной характеристикой. [c.28]

Возможно использование другого варианта метода, изображенного на рис. И,9. При помощи контртела происходит одновременное разрушение и стирание прилипшего слоя. Адгезионная прочность оценивается числом циклов до мОхмента полного стирания или срыва прилипшей пленки с основой. Подобным методом оценивается адгезия магнитных слоев к гибким основам. Такие системы предназначены для звукозаписи, видеозаписи и записи сигналов вычислительной техники. Причиной отрыва пленки является возникающая между контртелом и пленкой сила трения, которая равна [c.82]

Теория деформируемого (аппретирующего) слоя была предложена Хупером [20], который обнаружил, что усталостные свойства слоистых пластиков значительно улучшаются при нанесении аппретов на стеклянные наполнители. Он предположил, что аппрет на поверхности раздела в композите пластичен. Если учесть усадку смолы при отверждении и относительно большую разницу коэффициентов теплового расширения стеклянных волокон и смолы в слоистом пластике, то во многих случаях можно ожидать высокого значения напряжения сдвига на поверхности раздела в отвержденном (ненагруженном) образце. В этом случае роль аппрета состоит в локальном снятии таких напряжений. Следовательно, аппрет должен обладать достаточной рела1исацией, чтобы напряжение между смолой и стекловолокном снижалось без разрушения адгезионной связи. Если все же адгезионное соединение нарушается, то это свидетельствует об отсутствии предполагаемого механизма самозалечивания повреждения. Можно ожидать, что уменьшение внутренних напряжений способствует повышению прочности слоистого пластика, особенно при неблагоприятных условиях окружающей среды (влажная атмосфера). [c.36]

После разрушения адгезионного соединения на стекле, обработанном адсорбционным методом, смолой удерживалась только Vio часть первоначально нанесенного количества АПС. Поскольку половина аппрета остается на стекле, можно предположить, что в среднем в слое аппрета около 0,2 молекул димера, адсорбированных стеклом, также химически связаны со смолой. Эта связь гидролизуется (при расщеплении молекул димеров посредине) с той же скоростью, что и связь димеров со стеклом. Поэтому после разрушения адгезионного соединения все (или почти все) димеры, связанные или несвязанные, оказываются расщепленными. Стекло остается наполовину радиоактивным, так как из каждого димера в результате гидролиза образуется мономер 0,2 общего количества димеров дают мономеры, присоединяющиеся к смоле, что соответствует 0, l первоначальной радиоактивности, а остальные димеры в количестве 0,4 переходят в раствор. Участие в химическом взаимодействии со смолой только 0,2 димеров указывает на то, что лищь отдельные группы эпоксидной смолы реагируют с аминогруппой аппрета. [c.135]

Хотя результаты первых попыток исследования распространения погранияной трещины были не вполне понятны, они позволили обнаружить наиболее простой способ непосредственного экспериментального определения энергии адгезии Дальнейшее развитие этих методов могло бы дать способ независимого определения затраченной энергии и механизма диссипации в композитах. Помимо этого существуют другие оценки прочности при разрушении адгезионных слоев, основанные на измерении вязкости распространения трепщны в полимерном клее между двумя твердыми телами. Чтобы обеспечить распространение трещины по центру связующего слоя на конечном расстоянии от границы раздела, особое внимание в таких исследованиях (например, в работах [44, 53, 63]) было уделено частным видам геометрии, толщине связующего слоя, условиям отверждения и скорости распространения трещины. Ясно, что при таких условиях происходит разрушение связующего слоя, а не границы раздела, поэтому разрушение композита следует рассматривать как разрушение полимера при наложенных механических ограничениях. [c.260]

Молекулярный (адгезионный) износ заключается в разрушении свяасй, возникающих в результате межатомных и межмолекулярпых взаимодс -ствий. Эти связи образуются мел ду пленками, покрывающими поверхност твердых тел. Износ происходит в тех случаях, когда фрикционная связь ма границе раздела оказывается прочнее, чем нижележащий материал. Этот вид износа является, по существу, микро-глубинным вырыванием, сосредоточенным в тончайших поверхностных слоях толщиной около 100 А. [c.194]

В случае механического разрушения поверхностей, по мнению автора, целесообразно использовать следующие комплексы, вытекающие из рассмотрения механики фрикционного контакта комплекс Ц,=/ /НВ (где Р - номинальное напряжение сжатия НВ - твердость материала), ранее применявшийся в расчетах при адгезионном и абразивном изнашивании, характеризует напряженное состояние контакта и безразмерную площадь фактического касания тел комплекс = й/х, где h - толщина смазочного слоя X — характерный размер (диаметр режущей абразивной частицы, приведенный размер шероховатости) определяет относительную толщину смазочного слоя комплекс Uy = iP/a TflfiP — контактное напряжение сжатия — коэффициент, зависящий от коэффициента трения / и напряженного состояния в контакте Oq — предел усталости материала в данных условиях трения характеризует усталостную прочность трущихся поверхностей). [c.181]

R зависимости от характера объёмного деформирования приповерхностного слоя различают Т. в. при упругом и пластич. контакте. С др. стороны, в зависимости от соотношения прочности на срсз мостика и прочности нижележащих слоев материала различают адгезионный сдвиг (разрушение мостика по границе его образования) и когезионный сдвиг (разрушение мостика на нек-рой глубине). Тот или иной вид Т. в. зависит от относит, глубины внедрения отд. неровностей и танг енциальной прочности мостика. [c.164]

В местах контакта эластомерного уплотнительного элемента с твердым контртелом возникают адгезионные связи (типа ван-дер-ваальсовых сил) между полимерными цепями и граничной пленкой твердого тела. Если детали движутся одна относительно другой, эти связи находятся в процессе непрерывного разрушения и восстановления, вызывая механические потери в поверхностном мономолекулярном слое резины. Этот вид трения называют поверхностно-адгезионным. Его закономерности объясняет молекулярно-кинетическая теория Г. М. Бартенева [3, 52, 42]. [c.74]

Основным элементом устройства является уголок с плоскими взаимно перпендикулярными внутренними поверхностями и с двумя отверстиями в зоне контакта стержней, предназначенными для стекания лакокрасочного материала с целью исключения смещения стержней при выдавливании избытка материала. Для получения пленки стержни помещаются на уголок, расположенный в направляющих между подвижным упором и микрометрическим винтом. Груз, расположенный на рычаге, опускают в нижнее положение, вследствие чего подвижный упор перемещается до Офаничителя. Вращая микрометрический винт, сдвигают стержни до соприкосновения их торцами. Затем по лимбу микрометрического винта устанавливают зазор между стержнями, равный заданной толщине пленки. Подняв в верхнее положение рычаг с грузом, отодвигают подвижной упор, извлекают стержни из устройства и на их торцевые поверхности наносят лакокрасочный материал. После этого стержни снова помещают на уголок устройства, а рычаг с грузом опускают в нижнее положение. Подвижной упор сдвигает стержни, выдавливая избыток материала до тех пор, пока толщина слоя не станет равной заданной величине, контролируемой зазором между стержнями. При нанесении полимера с высокой вязкостью используют откидную планку, поднимающую стержни к поверхности уголка. После стыковки, центровки стержней и формирования покрытия проводится разрушение адгезионного соединения на разрывной машине. [c.64]

Механизм упрочнения сталей и сплавов зависит от природы легирования. Известно, например, что значительной износостойкостью при трении с высокими давлення,ми и ударном нагружении обладает высокоуглеродистая марганцевая аустенитная сталь 110Г13Л. Повышенная износостойкость этой стали обусловлена ее способностью к интенсивному деформационному упрочнению. При трении упрочнение связано с образованием в поверхностном слое большого количества дефектов кристаллического строения (дислокаций, дефектов упаковки, двойников деформации), а также с взаимодействием этих дефектов с атомами углерода, растворенного в аустените [38]. Перспективные износостойкие материалы — мета-стабильные марганцевые и хромомарганцевые аустенитные стали, содержащие 0,4—0,8 % (по массе) С. Образование на поверхности данных сталей мартенсита деформации, его ориентированное расположение по отношению к действию силы трения обусловливают интенсивное упрочнение поверхности. Вследствие этого нестабильные марганцевые и хромомарганцевые аустенитные стали обладают повышенной износостойкостью в условиях развития адгезионного и усталостного разрушения поверхности [21]. [c.261]

Рассмотрим вопрос о величине предельной нагрузки (или растяжения боо), при которой начинается локальное разрушение на контуре трепщны. Согласно механике разрушения существует экспериментально определяемая константа Ki a размерности сила, деленная на длину в степени (2 + X) , характеризующая свойства системы нить — матрица — адгезионный слой . Критерием локального разрушения является равенство [c.69]

Рассмотрим теперь тот случай, когда армирующие волокна имеют небольшую длину и распределены в матрице. Таким является, например, наиболее перспективный жаропрочный композит сапфир — молибден , в котором нитевидные кристаллы ( усы ) сапфира хаотически и однонаправленно распределены в молибденовой матрице. Прочность на растяжение таких материалов достигает 25 кгс/мм при 1300° С, а ползучесть начинается при более высоких температурах. При рабочих температурах порядка 700 — 1300° С матрицу и адгезионный слой можно считать пластическим материалом (а нити сапфира остаются хрупкими), так что эффектами концентрации напряжений вблизи концов цилиндрических трещин скольжения можно пренебречь [56]. Механизм разрушения таких композиционных материалов определяется теорией Келли — Коттрелла [43—45]. [c.74]

Здесь прочность волокна длины / , г — радиус цилиндрического волокна, Ts — касательное напряжение текучести в адгезионном слое. Если длина волокна L меньше /, то оно вытягивается из матрицы, не обрываясь если же L > /, то при вытягивании волокна оно обрывается. Соответственно, если длина всех волокон в однонаправленном композите меньше 2/, то при пересечении композита поперечной трещиной разрыва все волокна целиком вытаскиваются из матрицы, не обрьшаясь в случае же, если в исходном композите имеются волокна с длиной, большей 2/, то при постепенном увеличении нагрузки такие волокна постепенно оборвутся на волокна с длиной, равной или меньшей, чем 2Ы, затем уже произойдет вытягивание волокон из матрицы. Последний механизм соответствует идеально вязкому разрушению композита, без развития магистральной трещины. [c.74]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...