Поверхность прочности материала

При толщинах к 60 мкм и уменьщении исходной пористости 0 происходит интенсивное деформационное упрочнение материала промежуточного слоя в приконтактной зоне соединения, где деформация существенно больше, чем в основном объеме ленты. Такое состояние поверхности ленты затрудняет образование физического контакта и развитие дальнейших стадий образования сварного соединения. Наблюдаются очаги схватывания между материалом промежуточного слоя и свариваемыми поверхностями. Прочность материала этого слоя превышает прочность зоны соединения, по которой и происходит разрушение. [c.72]

Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении. При передаче вращающего момента оно характеризуется значительными местными деформациями вала и ступицы, что приводит к неравномерному распределению давления но поверхности контакта посадочных поверхностей вала и ступицы, а также на рабочих гранях шпонки и шпоночных пазов, что, в свою очередь, снижает усталостную прочность вала. Поэтому применение шпоночных соединений должно быть ограничено. Его следует применять лишь в том случае, когда для заданного момента не удается подобрать посадку с натягом из-за недостаточной прочности материала колеса. [c.56]

Если размеры площадки контакта сопоставимы с радиусом кривизны соприкасающихся поверхностей, то приведенные выше формулы неприменимы. С такой задачей встречаются, например, при определении давления между поверхностью тела болта (или заклепки) и цилиндрической поверхностью отверстия. В этих случаях теоретическое решение получается весьма сложным и для проверки прочности материала в зоне площадки контакта пользуются обычно приближенными методами расчета, основанными на экспериментах. [c.82]

Жения, которые достаточно высоки, дЛя того чтобы вызвать откол тонких шайб, т. е. разрушение, параллельное их поверхности, под действием отраженной волны растяжения, порожденной отражением прямой волны сжатия от свободной поверхности шайбы. Полученные результаты правильны, если волна имеет ударный фронт, за которым следует монотонное убывание интенсивности напряжений. Продолжительность действия напряжений порядка 10 мкс, максимальное напряжение о = 7,5 10 дин/см , что в 5—6 раз превышает предел прочности материала. Измерение скоростей частиц на тыльной поверхности плиты можно проводить с помощью отпечатка (вдавливания) по схеме, приведенной на рис. 12. Пусть 5 — площадь контакта шайбы и плиты, Н — толщина шайбы, I — время, от- [c.23]

Прочность. Материал, форма и размеры детали должны быть выбраны с таким расчетом, чтобы исключить возникновение недопустимых деформаций, поломку детали или разрушение ее рабочих поверхностей. Принято считать, что прочность детали обеспечена, если расчетные напряжения а или т в опасных сечениях ее не превышают допускаемых напряжений [а] или [т]. Условие прочности выражается зависимостью [c.150]

Следует отметить, что на другие виды разрушения материалов в разной степени влияют масштабный фактор и конструкция детали. Так, при оценке коррозионной стойкости материала результаты, полученные для образца, при сохранении внешних условий могут быть, как правило, использованы для различных деталей. Однако, если испытывается усталостная или коррозионно-усталостная прочность материала, то форма и размеры образцов (которые стандартизованы) оказывают существенное влияние на процесс разрушения, поскольку не только вид нагружения, но и конструкция детали и технология ее обработки (шероховатость поверхности) определяют напряженное состояние и выносливость материала. Как известно, для усталостного разрушения разработаны методы пересчета на другой цикл нагружения, а также методы оценки концентрации напряжения и масштабного фактора. Это позволяет более широко использовать результаты испытания образцов для определения усталостной долговечности деталей различных конструктивных форм. В общем случае можно сказать, что применяемая схема испытания стойкости материала отражает уровень познания физики данного процесса. Чем глубже наши знания в раскрытии закономерностей процесса, тем больше методы испытания стойкости материалов абстрагируются от конструктивных форм изделий и отражают свойства и характеристики самих материалов. [c.487]

Число циклов п зависит от напряженного состояния и стойкости (прочности) материала поверхности образца и изменяется в широком диапазоне. Весь расчет по существу сводится к определению величины п. [c.97]

Не менее трудно осуществить отрыв защитного покрытия точно на границе его раздела с металлом. Для этого, прежде всего, необходимо, чтобы прочность материала покрытия и металла на разрыв была заметно выше прочности их сцепления. Это условие не всегда соблюдается. Часто в результате химического взаимодействия между покрытием и металлом образуются промежуточные слои химических соединений, обладающие свойствами, совершенно отличными от свойств как защищаемого металла, так и материала покрытия. Промежуточные слои могут при известных условиях оказаться весьма хрупкими и явиться наиболее слабым звеном связи покрытия с металлом [7 ]. Отрыв покрытия от металла происходит в этих случаях внутри указанных слоев и прочность сцепления такого рода покрытий с металлом определяется, главным образом, структурой и толщиной промежуточного слоя. В этих случаях, измеряя работу, необходимую для отрыва слоя покрытия от стальной поверхности, можно получить сведения лишь о прочности промежуточного слоя. [c.38]

ХОДУ, материал считается состоящим из отдельных связанных между собой слоев. Каждый слой предполагается однородным (что следует из феноменологического анализа) и ортотропным. Распределение деформаций по толщине пакета принимается линейным. Критерий разрушения записывается последовательно для каждого слоя в отдельности и предельная нагрузка для материала определяется в предположении допустимости нарушения его сплошности в процессе деформирования. Согласно второму подходу, слоистый материал рассматривается как однородный анизотропный критерий разрушения записывается сразу для всего пакета слоев. Первая процедура предполагает известными прочностные характеристики отдельного слоя (см. раздел II). Далее на основании этих данных поверхности разрушения слоистых материалов с произвольной структурой формируют теоретически. Такой подход получил наибольшее распространение при оценке прочности современных композиционных материалов, так как в процессе проектирования конструкции приходится рассматривать множество возможных структур материала. Вторая процедура предполагает известными прочностные характеристики рассматриваемого слоистого материала. Она эффективна для материалов, армированных тканями и образованных из одинаковых слоев. Далее рассмотрены критерии, основанные на послойной оценке прочности материала. [c.80]

НИИ был использован критерий Мизеса, обобщенный на анизотропный материал Хиллом. Уравнение поверхности прочности имеет вид [c.83]

Форму поверхности прочности, соответствующую любому феноменологическому критерию, невозможно полностью определить до тех пор, пока экспериментально не исследованы всевозможные напряженные состояния среды. Если экспериментальные точки лежат далеко друг от друга, то поверхность прочности может показаться гладкой, в то время как более тщательные эксперименты могут выявить более тонкую и сложную структуру. Хорошо известным примером являются эксперимен-гальные работы последних лет, когда были открыты угловые точки на изотропной поверхности текучести. Однако в действительности степень точности построения поверхности прочности представляет собой компромисс между требованиями инженерной практики и имеющимися в распоряжении экспериментатора средствами и временем. Следовательно, математическая модель должна служить руководством при выяв,лении нерегулярностей формы поверхности прочности и в то же время должна быть такой, чтобы ее можно было легко упростить и приспособить к исследованию данного конкретного материала в данных условиях. [c.408]

Главные особенности явления разрушения были объяснены в работе Цая и By [46] путем детального исследования таких вопросов, как определение технических параметров прочности, условия устойчивости, влияние преобразований системы координат, приложения к изучению трехмерных армированных композитов и вырожденных случаев симметрии материала. Дополнительную информацию из формулировки (5а) критерия можно получить путем анализа тех требований к поверхности прочности, которые вытекают из геометрических соображений. В соответствии с концепциями феноменологического описания ниже будут обоснованы общие математические модели, обеспечивающие достаточную гибкость и возможность упрощений на основании симметрии материала и имеющихся экспериментальных данных. Мы начнем с рассмотрения тех преимуществ, которые имеет формулировка критерия в виде (5а) по сравнению с другими формулировками, использующими уравнения вида (1) или [c.412]

Из того факта, что критерий максимальной деформации описывается, как показано на рис. 4, кусочно линейными функциями, следует необходимость наложения дополнительных ограничений на поверхность прочности в пространстве напряжений, обеспечивающих согласование критерия с известными физическими представлениями о явлении разрушения. В случае плоской деформации пластин из анизотропного материала, подчиняющегося закону Гука (утверждение (20)), критерий максимальной деформации можно записать через максимальные напряжения [c.423]

Неравенства (30а) —(ЗОе) были получены в предположении, что 5i2 < О, 5i6 > О, Ss6 > О и представляют собой ограничения на форму части поверхности прочности, описываемой уравнениями (29а) —(29е). В частном случае ортотропного материала необходимые ограничения получаются из (30а) — (ЗОг) при Sie = = 526 = 0 неравенства (ЗОд) и (ЗОе) здесь не нужны. [c.426]

Поверхность прочности, соответствующая критерию максимального напряжения с учетом влияния касательных напряжений (соотношения (34)) в пространстве напряжений, изображена на рис. 7, а. Считая материал линейным вплоть до разрушения и используя обобщенный закон Гука, можно найти [c.430]

Поэтому основной принцип формулировки условия разрушения с использованием первого инварианта тензора напряжений, вытекающий из второй формы записи уравнения (50), можно интерпретировать следующим образом для изотропного материала собственный вектор тензора поверхности прочности Fi всегда совпадает с собственным вектором тензора напряжений. [c.438]

Мы установили, что в простейшем случае ортотропного материала из всех компонент тензора поверхности прочности шестого ранга допустимыми являются лишь Fu2, 122 и F - Поскольку эти компоненты, как и компоненты F12, fi6, F26, характеризуют эффект взаимного влияния различных напряжений, при их определении необходимо принимать те же меры предосторожности в выборе отношения значений усилий в экспериментах с комбинированным нагружением, что и ранее. Следуя [c.466]

Анализируя результаты, представленные на рис. 15 и 16, можно заключить, что знание поверхности прочности, построенной по результатам основных экспериментов, позволяет предсказать момент начала разрушения при любом сложном напряженном состоянии. Для того чтобы убедиться в этом окончательно, можно провести сравнение различных критериев, используя имеющийся в настоящее время обширный экспериментальный материал для трехмерного пространства напряжений (ai, 02, ае) и снося эти данные на плоскость (аь ао). Схема такого сравнения показана на рис. 17, где функция а, а-2, ае) описывает исследуемую поверхность прочности, (о , 02, Об)—предсказываемое соответствующим критерием разрушающее напряженное состояние при заданной радиальной траектории нагружения, (а, а, а ) — экспериментально найденное разрушающее напряженное состояние. Отклонение экспериментальных разрушающих напряжений от предсказываемых теорией обозначается через АТ . Относительное отклонение теории от эксперимента на плоскости (ai, 02) обозначается через AR>2 и может быть вычислено по формуле [c.471]

Основной принцип установления феноменологического критерия разрушения анизотропных композитов состоит в выборе математической модели, достаточно общей для того, чтобы она позволяла описать поверхность прочности любой формы. Руководствуясь такой математической моделью, можно указать количество экспериментов, требуемых для полного (в рамках модели) определения прочностных свойств материала. Очевидно, минимально необходимое число независимых основных экспериментов равно числу сохраняемых компонент тензоров поверхности прочности эти компоненты могут считаться характерными параметрами материала. Обращение в нуль компонент тензоров высших рангов, следующее из анализа результатов соответствующих экспериментов, позволяет установить наинизшую степень тензорного полинома, характеризующего прочностные свойства исследуемого композита. [c.475]

К построению феноменологического критерия разрушения, заданная точность которого определяет минимальное количество основных экспериментов для данной ориентации материала. Необходимость обоснованного анализа экспериментальных данных возникает, когда (1) проводятся дополнительные эксперименты для проверки надежности построения поверхности прочности (2) повторно проводятся основные эксперименты для различных ориентаций материала с целью или подтверждения полученных результатов, или проверки свойств преобразования тензоров поверхности прочности (3) желательно привести все экспериментальные данные к небольшому набору констант для справочных целей и технических приложений. [c.476]

Требование нормировки возникает по той причине, что различие в значениях пределов прочности для различных ориентаций анизотропных композитов чрезвычайно велико, и это влечет за собой известный факт увеличения разброса пределов прочности с ростом абсолютной величины этих пределов. Другое следствие анизотропии прочностных свойств состоит в том, что поверхность прочности вытянута в направлении большей прочности материала. Таким образом, предлагаемый способ оптимизации не совпадает с общепринятой методикой, при которой минимизация осуществляется по направлению внешней нормали к поверхно- [c.476]

Метод конечных элементов применял и Адамс [1] он использовал метод модуля сдвига для определения напряженного состояния композита при поперечном растяжении. Рассматривались напряжения, отвечающие интервалу от предела упругости до разрушения одной из составляющих композита, при квадратном и прямоугольном расположениях волокон предполагалось, что разрушение матрицы происходит тогда, когда напряжения в композите достигают предела прочности материала матрицы. По оценке Адамса, в композите А1—34% В с прямоугольным расположением волокон первой должна разрушаться матрица на участках минимального расстояния между волокнами. Разрушение по расчету должно происходить при поперечном нагружении композита напряжением 17,2 кГ/мм (что много меньше предела прочности материала матрицы, составляющего более 23,1 кГ/мм ). Однако в эксперименте композит разрушался путем расщепления волокон. Предсказать такой характер разрушения не представлялось возможным, так как, хотя напряжения на поверхности раздела и в волокнах были рассчитаны, прочность этих элементов при поперечном растяжении неизвестна. Автор совершенствует эту модель с целью описать процессы распространения трещины и полного разрушения композита. Вообще говоря, если известны механические свойства поверхности раздела матрицы и волокон, эта модель позволяет предсказать как разрушение по поверхности раздела, так и другие типы разрушения. [c.193]

Пластинки жесткие прямоугольные 627 Поверка вала на резонанс 24 Поверхность прочности материала 69 Поллограф 358 [c.703]

Величина смятия микронеровностей зависит от величины нат> в соединении, высоты неровностей, их формы, профиля и плотное распределения, твердости и прочности материала сопрягающихся повс Г ностей, соотношения между твердостью поверхностей охватываюи и охватываемой деталей, а также от условий сборки. При сборке прессом неровности последовательно подвергаются срезу при продольно перемещении и сминаются гораздо больше, чем при сборке с Нагревом или охлаждением деталей (когда неровности смыкаются в радиальном направлении). [c.466]

Наиболее широкое распространение получили пробы по Бринелю и по Роквеллу. В первом случае в поверхность исследуемой детали вдавливается стальной шарик диаметром 10 мм, во втором — алмазный острый наконечник. По обмеру полученного отпечатка судят о твердости материала. Испытательная лаборатория обычно располагает составленной путем экспериментов переводной таблицей, при помощи которой можно приближенно по показателям твердости определить предел прочности материала. Таким образом, в результате пробы на твердость удается определить прочностные показатели материала, >1е разрушая детали. [c.68]

Изложенное позволяет оценить явление откола, которое может иметь место при отражении волны напряжений от поверхности тела. Механизм откола сводится к тому, что при отражении волны нагрузки от поверхности тела возникает отраженная волна, обратная прямой. Прямая и обратная волны нагрузки интерферируют между собой и создают такое результирующее распределение напряжений в теле, интенсивность которого может превысить предел прочности материала, что приводит к разрушению (отколу). Количественную оцеь ку явления откола можно получить с помощью приведенных выше соотношений. Откол происходит, когда [c.79]

Все смазочные масла способны адсорбироваться на металлической поверхности. Прочность пленки зависит от наличия в ней активных молекул, их количества и качества. Минеральные смазочные масла являются механической смесью неактивных углеводородов, органических жирных кислот, смол и других поверхностно-активных веществ. Почти все смазочные масла образуют на металлической гюверхности граничную фазу квазикристаллической структуры толщиной до 0,1 мкм, обладающую относительно прочной связью с поверхностью и продольной когезией. Молекулы смазочного материала ориентируются перпендикулярно твердой поверхности, поэтому граничную пленку можно представить в виде "ворса" на металлической поверхности (рис. 3.3). [c.69]

Значительное с 1ижение усталостной прочности материала происходит из-за различных рисок на поверхности деталей, вызванных грубой механической обработкой. Сильно снижает усталостную прочность коррозия. На рис. 214 показано, как снижаются пределы усталости стальных образцов от вышеназванных причин в зависимости от предела прочности стали. Пределы усталости полированных образцов (прямая а) приняты за 100% кривая б — пределы усталости шлифованных образцов, кривая в—обточенных резцом , кривая г—образцов с [c.374]

Вариации технологических параметров плазменного напыления веизбежво вызывают структурные изменения в теле покрытия и приводят к различному характеру отрыва его от подложки. Фрактографическое исследование покрытия позволяет судить как о прочности самих кристаллических зерен, так и о прочности когезионной связи между зернами в поликристаллической окиси алюминия. Показано влияние на морфологию покрытия предварительного подогрева подложки, отвода горелки в оплавления поверхности покрытия в процессе напыления. Предварительный подогрев подложки способствует увеличению прочности материала керамики, которая может превысить прочность отдельных зерен окиси алюминия, а также повышает прочность сцепления между ниобиевой подложкой и покрытием. Лит. — 4 наэв., ил. — 2, табл. — 1. [c.265]

Инженерные критерии разрушения строят на основе данных о поведении и прочности микрообъемов материала, т. е. они имеют феноменологический характер. Единого математического пред ставления поверхности разрушения для заданного композицион ного материала не существует, и выбор критерия разрушения" определяется наилучшим соответствием между определенными экспериментально пределами прочности материала, а также правдоподобным представлением о его прочности при еще не исследованных экспериментально напряженных состояниях. Наиболее существенной предпосылкой для построения критерия разрушения является то, что он должен описывать поверхность в пространстве напряжений. [c.64]

Критерии разрушения разрабатывают для того, чтобы иметь возможность описать прочность материала при сложном напряженном состоянии. К двум наиболее важным характеристикам критерия относятся его свойство достаточно точно описывать экспериментальные результаты и простота использования. Все современные инженерные критерии являются феноменологическими. Микромеханические явления, возникающие в процессе разрушения, рассматриваются постольку, поскольку они проявляются в макромеханическом поведении материала. Единого математического подхода к описанию поверхности разрушения не существует, поэтому в литературе можно найти множество применяемых критериев. Здесь обсуждаются только некоторые из них, наиболее распространенные. Выбор группы критериев или жакого-то конкретного критерия определяется достаточно общими и в известной степени субъективными соображениями. Он зависит от имеющегося объема экспериментальных данных, описывающих характеристики, материала выбранной концепции расчета (по предельным или максимальным расчетным нагрузкам), допустимого уровня нарушения сплошности материала при нагружении и от склонности к тому или иному подходу при анализе прочности конструкции. [c.79]

Поверхности прочности различных анизотропных композитов соответствуют многочисленным механизмам разрушения и могут иметь самые разнообразные размеры и форму, так что для описания таких поверхностей необходимо иметь достаточно гибкую математическую модель. Несмотря на то что форма поверхности прочности может быть достаточно сложной, по аналогии с выводами общей теории пластичности можно ожидать, что она будет выпуклой (Поль [38]), но даже при отсутствии выпуклости (Ашкенази [1]) для любой заданной траектории нагружения условие разрушения, записываемое в виде некоторого уравнения, имеет только один корень. Например, две прямолинейные траектории, идущие вдоль коллинеарных лучей, пересекают, как показано на рис. 2, а, поверхность прочности не более чем в двух точках. Наличие единственного корня (рис. 2,6), означающее, что для некоторых траекторий нагружения материал обладает бесконечной прочностью, физически допустимо, но в инженерной практике встречается редко. [c.408]

Первое из этих условий выполняется тогда, когда направления осей координат совпадают с собственными векторами тензора Fi (главными осями прочности ортотронного материала), второе — когда оси координат совпадают с собственными векторами Oi (главными осями тензора напряжений), третье — когда совпадают (или параллельны) собственные векторы тензора поверхности прочности и собственные векторы тензора напряжений. Отметим, что второе из этих условий, вообще говоря, не вы- [c.438]

Большой вклад в исследование явления разрушения анизотропных сред внесли работы Ашкенази [1, 2] и Ашкенази и Пек-кера [3]. Наибольшее различие между тензорно-полиномиальной формулировкой (5) и критерием, предложенным Ашкенази [2], связано с определением параметров, характери.зующих прочность материала. В уравнениях (5) в качестве таких параметров выбраны тензоры поверхности прочности f,, Fij и т. д., образующие скалярные произведения с тензором напряжений a,-j и имеющие размерность соответственно [напряжение]- , [напря-жение]-2 и т. д. В формулировке Ашкенази параметры прочности материала определяются (в сокращенных обозначениях) как [c.443]

Если все эксперименты — минимум основные, а также дополнительные — проводятся только для одной ориентации материала, то компоненты тензоров поверхности прочности f,-, Рц,. ... . ., Fijk,. . . являются скалярными величинами, и, следовательно, критерий разрушения (5) представляет собой алгебраическое уравнение с экспериментально найденными коэффициентами. Для случая тензорно-полиномиального критерия второго порядка в плоской задаче имеется три коэффициента первого порядка (Fi, Fa, Fq) и шесть коэффициентов второго порядка (/ 11, Fi2, Fie, F22, F26, Fea). Экспериментальные данные можно обработать оптимальным образом так, чтобы определить все эти девять величин по напряженному состоянию (сг,, ст, dg), наблюдаемому при разрушении. [c.476]

Продольное растягивающее нагружение (нагружение в направлении, параллельном волокнам), очевидно, представляет наибольший практический интерес, поскольку в этом случае могут быть полностью использованы высокие значения модуля и прочности материала волокна. Однако даже в этом простом случае внутреннее напряженное состояние композита (включая и состояние поверхности раздела) будет отклоняться от одноосного растяжения. Это было убедительно показано в )работах Эберта и Гэдда [16], Пилера [49] и Блума и Уилсона [7]. [c.51]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...