Сопротивление отрыву теоретическое

Определение сопротивления отрыву может быть произведено теоретически, но при этом указанная величина получается в сотни раз выше наблюдаемой в опыте, вследствие наличия дефектов, теплового движения, поверхностных явлений и т. п. не учитываемых в теории факторов. [c.253]

Согласно развиваемой теории критическое значение коэффициента интенсивности близко к значению Кс, определяемому по первой формуле (4.62). В эту формулу входят величины Гс и Pi, которые в общем случае изменяются в весьма широких пределах. Известно [53], что для кристаллических тел параметр Кс можно оценить, используя в качестве Гс и Pi теоретическую прочность кристаллической решетки и ее шаг соответственно. Для поликристаллов при разрушении по межзеренной границе в качестве Гс естественно принять сопротивление отрыву по этой границе, а в качестве 2pi — характерную толщину межзеренной прослойки. Если трещина проходит по зернам, то Го — максимальная прочность зерна, 2р — его характерный размер. При правильном выборе этих параметров всегда получим разумное (в смысле порядка величины) значение критического коэффициента интенсивности. [c.148]

Теоретические и экспериментальные исследования Г.В. Ужи ка по изучению новой характеристики прочности — сопротивления отрыву — явились важным этапом в разработке новых методов оценки склон ности металла к хрупкому разрушению и в значительной степени определили зарубежные работы в области изучения сопротивления металла распространению трещины. [c.29]

Если предположить, что разрыв межатомных связей и образование новых поверхностей (т. е. разрушение) при растяжении происходит при взаимном удалении поверхностей на межатомное расстояние а, то теоретическое сопротивление отрыву От — напряжение, при котором межатомные связи будут одновременно разорваны на единице площади, можно определить из следующего соотношения [23] [c.466]

Сама по себе задача измерения механических свойств для установления их связи с составом, микроструктурой, типом кристаллической решетки и т. п., казалось бы, столь ясна, что почти не требует комментариев. К сожалению, при таких измерениях встречаются серьезные ошибки в выборе измеряемых характеристик и особенно в толковании получаемых результатов. Так, например, в физических исследованиях иногда сравнивают вычисленную теоретическую прочность с временным сопротивлением Для пластичных металлов подобное сравнение неверно. Характеристикой среднего сопротивления сцеплению является сопротивление отрыву, определенное при растяжении при 20° С или, если это необходимо, то при низких температурах. [c.323]

Например, для железа теоретически вычисленное значение сопротивления отрыву, по данным различных авторов, составляет от [c.126]

Теоретическая прочность при разрушении путем отрыва связана с величиной энергии образования двух новых поверхностей и по своей физической природе выражает сопротивление материала абсолютно хрупкому разрушению [114, 116]. Следовательно, теоретическую прочность твердого тела можно определить как максимальное напряжение, необходимое для разъединения образца на две части одновременно по всему его поперечному сечению. Зная энергию образования двух новых поверхностей, расчетным путем можно определить прочность на отрыв при растяжении твердого тела. Такой расчет дает минимальные значения теоретической прочности, равные приблизительно 0,1 модуля упругости при растяжении. За максимальное значение принимают величину, равную 0,5 модуля упругости. [c.6]

Короче говоря, теория пограничного слоя включает в себя упрощенные уравнения Навье — Стокса, основанные на малости некоторых членов вблизи твердой поверхности, и надлежащего сращивания течения вблизи поверхности с внешним потоком. Эта теория применялась к задачам как турбулентного, так и ламинарного течения, и получено большое разнообразие решений 145, 38]. К сожалению, поток за обтекаемыми телами после точки отрыва не может рассматриваться в рамках теории пограничного слоя. Таким образом, не существует теоретической оценки сопротивления для обтекаемых тел при числах Рейнольдса, при которых оказывается возможным отрыв потока. [c.58]

Сложность механизма турбулентного движения, особенно в диффузор-ном участке пограничного слоя, не позволяет создать рациональный метод теоретического описания этого важного для практики явления. Поэтому сохраняют свою ценность простые эмпирические приемы количественной оценки процессов, происходящих в турбулентном пограничном слое, и, в первую очередь, предсказания расположения точки отрыва, а в режиме безотрывного обтекания — определения сопротивления тела ). [c.608]

Вопрос об определении положения точки Отрыва турбулентного пограничного слоя нуждается еще в дополнительных теоретических и экспериментальных исследованиях. Можно все же думать, что предложенное приближенное решение правильно оценивает характер явления. Сформулированный только что вывод относительно взаимного расположения точек отрыва ламинарного и турбулентного пограничных слоев хорошо подтверждается опытами. Достаточно вспомнить явление кризиса обтекания , объяснение которого было дано в 92. Точка отрыва ламинарного слоя при больших докритических значениях рейнольдсова числа не меняет своего расположения, что приводит практически к установившейся картине. плохого обтекания шара и сохранению коэффициента сопротивления на уровне сравнительно большого его значения. Как только точка перехода в своем движении вверх по течению достигнет точки отрыва, отрыв теряет свой ламинарный характер и сразу же начинает перемещаться вниз по потоку, улучшая тем самым обтекание тела и уменьшая его сопротивление. В конце кризиса точка отрыва установившегося турбулентного пограничного слоя располагается значительно ниже по потоку, чем точка отрыва ламинарного слоя, и в дальнейшем уже, если и перемещается, то крайне незначительно (за счет косвенных причин, связанных с изменением давлений при утолщении слоя и др.). [c.637]

Аэродинамические свойства крыла, так же как и плоской пластинки, сильно зависят от отношения размаха крыла I к его ширине Ь (это отношение I Ъ называется относительным размахом, или удлинением)-, а именно, коэффициент лобового сопротивления Су,, соответствующий определенному значению коэффициента подъемной силы Са, тем меньше, чем больше относительный размах. Наоборот, коэффициент подъемной силы, соответствующий определенному значению угла атаки, тем больше, чем больше относительный размах. До тех пор, пока обтекание крыла происходит плавно, без отрыва потока, такое поведение указанных коэффициентов легко объяснить на основе теоретических соображений относительно движения жидкости без трения. При этом сопротивление трения, а также сопротивление давления (если имеет место отрыв потока) остаются, конечно, неучтенными, что [c.276]

Путем отсоса из пограничного слоя удаляются заторможенные частицы, прежде чем произойдет отрыв, чтобы заново образующийся пограничный слой мог преодолеть положительный градиент давления. Предотвращение отрыва путем отсоса приводит к уменьшению сопротивления, увеличению подъемной силы, а также смещению точки перехода вниз по потоку, однако для достижения этой цели необходим вспомогательный источник мощности. Отсос пограничного слоя исследовался как теоретически, так и экспериментально. [c.213]

Экспериментами установлено, что коэффициент гидравлического трения к в формуле Дарси — Вейсбаха, а соответственно и потери напора по длине зависят от числа Рейнольдса и от относительной шероховатости. Это вытекает и из теоретических исследований. Поэтому усилия как советских, так и зарубежных ученых были направлены на выявление характера этой зависимости. Было установлено, что при больших числах Рейнольдса и высокой шероховатости коэффициент гидравлического трения "к в трубах совсем не зависит от вязкости жидкости (числа Рейнольдса), а зависит только от относительной шероховатости (в этих условиях трубы и русла называют вполне шероховатыми). Трубы же, в которых коэффициент К зависит только от числа Рейнольдса и не зависит от относительное шероховатости, что бывает при сравнительно малых Re и kid, называют гидравлически гладкими. При этом один и тот же трубопровод в одних условиях может быть гидравлически гладким, а в других — вполне шероховатым. Условия, в которых А. зависит и от числа Рейнольдса йот относительной шероховатости, называются переходной областью. Это объясняется тем, что при малых числах Рейнольдса вблизи стенок сохраняется сравнительно толстый ламинарный слой, и выступы шероховатости обтекаются н<идкостью без образования и отрыва вихрей. Свойства поверхности стенок трубопровода в этом случае не влияют на сопротивление и зависимость К = f (Re) выражается в логарифмических координатах прямой (см. рис. V. 6). [c.91]

При отрыве пограничного слоя распределение давления при подходящих обстоятельствах значительно отклоняется от теоретического распределения, соответствующего потенциальному течению жидкости без трения, что влечет за собой появление сопротивления давления. Следовательно, теория пограничного слоя объясняет возникновение не только сопротивления трения, но и сопротивления давления. Однако для вычисления величины сопротивления давления теория пограничного слоя не дает простого способа. [c.132]

При испытаниях сегментов кольца теоретически можно определить прочность межслойного сдвига Пе , прочность по окружным напряжениям Пе, сопротивление межслойному отрыву П и модуль упругости Eq. Однако ряд особенностей испытаний сегментов колец из армированных пластиков накладывает весьма жесткие ограничения на возможности этого метода. [c.233]

Физическая прочность кристаллического железа, не имеющего дефектов в решетке, определяется межатомными силами связи. При этом учитывается одновременное участие всех атомов кристалла в сопротивлении отрыву. Теоретические расчеты показывают необычайно высокие значения физической прочности металлов, в десятки и сотни раз иревосходящие величины, получаемые на технических материалах. [c.33]

Сопротивление отрыву для железа, по данным различных авторов, теоретическое - 12000.. 100000 1 /[Па, реальное - 300 МПа. Теоретическая прочность соответствует идеальной бездефектной кристаллической решетке металла (рис. 19). При определенном количестве дефектов металл имеет минимальную прочность (точка 1).С уменьшением количества дефектов прочность возрастает. Прочность нитевидных бездислокационных кристаллов усов приближается к теоретической. Оки имеют почти идеальную поверхность без шероховатостей (не обнаруживается при увеличениях в десятки тысяч раз). Так, ус железа толщиной 1 мкм имеет- предел прочности порядка 1,35 МПа, т.е. почти теоретическуто прочность, однако пока длина уса не превыпгает 15 мм, и практическое применение их ограничено, например, армирование сапфировыми или графитовыми усами тугоплавких метал- [c.25]

Наиболее известной среди таких нелинейных моделей является 8 -модель. Суть ее состоит в том, что перед концом существующего разреза вводится зона ослабленных связей в виде тонкого слоя. При этом тело обладает следующими свойствами а) максимальное растягивающее напряжение нигде не превосходит сопротивления отрыву Оо б) зависимость между деформациями и напряжениями подчиняется закону Гука в) силовое взаимодействие между поверхностями разреза отсутствует г) противолежащие поверхности слоя ослабленных связей притягиваются одна к другой с напряжением, равным Оо. Эту теоретическую схему независимо друг от друга и почти одновременно предложили советские ученые М. Я. Леонов и В. В. Панасюк (1959 г.) и американский ученый Д. Дагдейл (I960 г.). Однако принципиальч ный подход у пнх был разным Панасюк и Леонов в знаменитой статье Развитие мельчайших трещин в твердом [c.121]

ООО до 100 ООО МН/м (от 1200 до 10 ООО кгс/мм ), теоретическое сопротивление срезу 2300—ПОООМН/м . (230— 1100 кгс/мм ). Техническую прочность железа характеризуют следующими данными пределом прочности 300 МН/м (30 кгс/мм ), сопротивлением отрыву So, = 800 1000 МН/м" (804-100 кгс/мм ), реальным сопротивлением сдвигу 29 МН/м (2,9 кгс/мм ). Такое большое различие [c.126]

Исследованы механизмы разрушения материалов, армированных волокнами при статическом и циклическом нагружениях. Показана важность и Необходимость рассмотрения разрушения композитов на микроуровне. Причина этого заключается в первую очередь в присущей этим материалам неоднородности и анизотропии, приводящим к существованию многочисленных плоскостей слабого сопротивления (например, сдвигу и поперечному отрыву), по которым, как правило, распространяются трещины. В начале главы коротко рассмотрены виды разрушения однонаправленных слоистых композитов без надрезов при растяжении — сжатии в направлении армирования и перпендикулярном направлении, а также при сдвиге. Акцент сделан на особенностях разрушения этих композитов на уровне компонент. Макроповедение композитов оценивалось на основании анализа неустойчивого развития повреждений, возникших на микроуровне. При помощи модели, названной моделью сдвигового анализа, учитывающей неоднородность композита на микроуровне, теоретически обосновано аномальное влияние диаметра отверстия в слоистом композите на несущую способность. Этот метод анализа также использован для моделирования поведения слоистого композита со сквозным отверстием. [c.33]

Таким образом, теперь получена возможность заранее теоретически подсчитать турбулентное трение, так как сопротивление трения получается непосредственно из толщины потери импульса б . При условии То = О можно также найти возможную точку отрыва. Тем не менее теория базируется на целом ряде эмпирических данных. Для проведения расчета надо знать положение точки перехода ламинарного слоя в турбулентный. В общем она лежит вблизи минимума давления, хотя это во многих случаях (причем как раз в турбомашинах) неточло из-за влияния начальной турбулентности. [c.242]

Современные теоретические направления изучения теплоотдачи при турбулентном течении продвинулись далеко вперед. Они позволяют решать такие задачи как теплоотдача сжимаемых газов с учетом изменяемости всех физических характеристик с температурой, как теплоотдача жидкометаллических теплоносителей, как охлаждение пористых поверхностей, сквозь которые в газовый поток внедряется та или иная жидкость и т. п. Необходимо подчеркнуть, что соответствующие решения имеют силу только при безотрывных течениях, поскольку вклад области за местом отрыва потока в гидродинамическое сопротивление тела обусловлен не механизмом трения, а пониженным давлением на кормовую поверхность (сопротивление давления). Кроме того, следует иметь в виду, что на практике обычно встречаются смешанные случаи, когда некоторый начальный участок пограничного слоя является ламинарным, и лишь за ним течение турбулизи-руется. В связи с этим возникает вопрос об условиях перехода из одного режима движения в другой. Трудности теоретических исследований возрастают при необходимости учитывать криволи-нейность омываемых поверхностей, т. е. неравномерность распределения давления на стенку. Рассмотрение такого рода вопросов является предметом специальных курсов. [c.121]

Большое значение имеет изучение поверхностного трения, действия пограничного слоя, взаимодействия его с ударными волнами и их взаимного влияния на отрыв. Очевидно, что хороший сверхзвуковой самолет не должен иметь бапьшого волнового сопротивления, так как поверхностное трение попрежнему будет составлять основную часть сопротивления недопустимы также какие-либо отрывы. Таким образом, крайне необходимы теоретические и экспериментальные исследования ламинарного и турбулентного пограничных слоев при различных числах Рейнольдса для трансзвуковых и сверхзвуковых скоростей. [c.79]

Если местные значения Сь во всех сечениях между центральной частью и концом крыла одинаковы, то одинаковы и распределения давления и нагрузки по хорде. Хотя распределение кривизны или крутки удовлетворяет заданным требованиям только при одном значении Сь, модификация формы в плане теоретически эффективна для всех значений Сь- Так как отрыв может произойти на всем крыле одновременно, если только форма центрального сечения крыла не изменена, чтобы обеспечить меньший пик разрежения, отрыв нельзя задержать. Соответствующие модификации формы других сечений по размаху привели бы к дальнейшим изменениям в распределении кривизны и крутки, так как свойства заданной средней линии профилей изменяются вдоль размаха стреловидного крыла [15]. С учетом поведения пограничного слоя оптимальную форму будет иметь крыловой профиль с увеличенным участком хорды, на котором градиент давления отрицателен, и уменьшенным участком хорды, на котором градиент давления положителен. Путем увеличения радиуса скругления передней кромки можно получить большой благоприятный градиент давления на первых нескольких процентах хорды профиля и избежать отрыва, максимально сократив участок с положительным градиентом давления, на котором напряжение трения равно нулю или близко к нулевому значению можно избежать также перехода и получить наиболее эффективный профиль для заданных условий [181. Вортман снизил сопротивление на 20% но сравнению с существующими профилями с малым сопротивлением [19]. [c.203]

В теоретических работах [1-3] показано, что прп относительно малых удлинениях оптимальная кормовая часть двумерного тела в сверхзвуковом потоке невязкого газа может содержать донный торец, за которым поток отрывается. С увеличением длины кормы высота торца уменьшается и после достижения некоторой длины становится равной нулю, а обтекание - безотрывным. С другой стороны, имеются экспериментальные данные, ноказываюгцпе, что и прп относительно больших удлинениях оптимальная корма содержит торец. Насколько известно автору, впервые этот эффект уменьшения сопротивления кормы прп введении донного торца установлен В.Т. Ждановым в 1959 г. прп экспериментальном исследовании осесимметричной модели выходного устройства воздушно-реактивного двигателя. Для заданной длины выходного устройства производилось изменение контура кормы путем введения торца. На основе параметрических псследованпй была найдена оптимальная высота кольцевого торца, обесне-чпваюгцего минимальное сопротивление кормы и максимальную тягу. Этот эффект получался и прп сверхзвуковой, и прп дозвуковой скорости внешнего потока. [c.488]

Проблема сопротивления жидкости. Жидкость, совершенно не обладающая трением, служившая предметом изучения в третьем отделе первого тома, должна рассматриваться только как идеализированное представление действительной, реальной жидкости Поэтому результаты, полученные при полном пренебрежении внутренним трением, являются в лучшем случае только приближением к действительным движениям исздкости, а именно — теоретически определенные течения в общем случае тем более соответствуют действительным течениям реальных жидкостей, чем меньше вязкость рассматриваемой жидкости, однако, с одним существенным ограничением (см. № 55 первого тома) такое приближенное изучение движ ния реальной жидкости при помощи замены ее жидкостью, совершенно не обладающей трением, возможно только в тех случаях, когда образующийся под влиянием вязкости пограничный слой не отрывается от тела. В тех же случаях, когда пограничный слой с течением времени отрывается от обтекаемого жидкостью тела или от стенок, ограничивающих жидкость, — а это происходит в громадном большинстве случаев, — теоретическое рассмотрение на основа предположения о полном отсутствии внутреннего трения приводит к результатам, совершенно не совпадающим с действительными явлениями. [c.9]

Для всей механики жидкости и газа фундаментальное значение имеет явление перехода ламинарной формы течения в турбулентную. Впервые это явление было подробно исследовано О. Рейнольдсом в восьмидесятых годах прошлого столетия при изучении движения воды в трубах. В 1914 г. Л. Прандтлю удалось экспериментальным путем, на примере обтекания шара, показать, что течение внутри пограничного слоя также может быть либо ламинарным, либо турбулентным и что процесс отрыва потока, а вместе с тем и вся проблема сопротивления зависят от перехода течения внутри пограничного слоя из ламинарной формы в турбулентную. В основе теоретического исследования такого перехода лежит предположение О. Рейнольдса о неустойчивости ламинарного течения. В 1921 г. такими исследованиями занялся Л. Прандтль. В 1929 г. В. Толмину после ряда неудачных попыток удалось впервые теоретически вычислить критическое число Рейнольдса для плоской пластины, обтекаемой в продольном направлении. Однако потребовалось еще свыше десяти лет, прежде чем теория Толмина Morjfa быть подтверждена очень тщательными экспериментами X. Драйдена и его сотрудников. Теория устойчивости пограничного слоя позволила объяснить влияние на переход ламинарной формы течения в турбулентную также других факторов (градиента давления, отсасывания, числа Маха, теплопередачи). Эта теория получила важное пр-именение, в частности, при исследовании несущих профилей с очень малым сопротивлением (так называемых лами-наризованных профилей). [c.17]

Следовательно, все начальные разрушения путем отрыва происходят в точках, где имеют место наиболее значительные внутренние дефекты строения кристалла, в точках, где находятся загрязнения, и на границах зерен всех структурных составляющих, обладающих меньшей способностью к пластической деформации по сравнению с исследуемым кристаллом. Если описанный процесс вызывает концентрацию напряжений, характеризуемую коэффициентом концентрации порядка 10 , то истинная прочность феррита при растяжении должна быть порядка 10 кПсм , так как теоретическое сопротивление идеальной кристаллической рен1еткн хрупкому разрушению путем отрыва бывает одного порядка с модулем упругости, т. е. в случае феррита — порядка 10 кПсм -. [c.152]

Изложенный в предыдущем параграфе простой эмпирический прием, оказавшийся пригодным для расчета сопротивления трения в турбулентном пограничном слое на пластине с характерными для нее гладкими профилями скоростей в сечениях слоя, станет недостаточным при появлении нового фактора — обратного перепада давления. При одном взгляде на семейство кривых, показанное на рис. 260, можно сразу заметить характерное для диффузорного участка пограничного слоя возникновение на профилях скорости перегибов, все более и более ярко выраженных при приближении к точке отрыва. Отрыв турбулентного пограничного слоя располагается гораздо ииже по потоку от начала диффузорной области — точки минимума давления, — чем отрыв ламинарного пограничного слоя. Физически это объясняется тем, что турбулентное трение между отдельными и-сидкими слоями внутри пограничного слоя значительно интенсивнее, чем трение в ламинарном пограничном слое при прочих равных условиях это усиливает увлечетю внешним потоком пристеночной жидкости и приводит к затягиванию отрыва. Аналогичным объяснением служит большая заполненность турбулентных профилей скорости по сравнению с урезанными ламинарными профилями, что имеет следствием перераспределение кинетической энергии в сторону ее увеличения в пристеночных слоях и является причиной затягивания отрыва. Ламинарный пограничный слой, как правило, отрывается в небольшом по сравнению с турбулентным слоем удалении от точки минимума давления. Большая продольная протяженность диффузионной области турбулентного пограничного слоя и сравнительно с ламинарным слоем значительное удаление точки отрыва от точки минимума давления служит одной из причин трудности теоретического предсказания расположения точки отрыва иа поверхности тела. [c.764]

Гидравлические характеристики, как правило, определяются проще, и в принципе, имея такую связь, можно было бы определить и характеристики теплообмена. Однако, как известно, только для простейшего случая турбулентного течения при Рг=1 в гладкой трубе или на пластине можно теоретически определить эту зависимость. Для более сложных случаев приходится применять полуэмпирические соотношения. Связь между коэффициентом гидравлического сопротивления " и числом Нуссельта или Стентона обычно называют аналогией Рейнольдса. Для безградиентного потока на пластине или (условно) в трубе имеем St= /8 или Nu=( /8) КеРг. Эти зависимости приближенно справедливы для гладкой трубы. При поперечном омывании тел с отрывом потока, например цилиндра, эта зависимость оказывается несправедливой, так как нарушается условие подобия полей скоростей и температур. Кроме того, сопротивление давления, входящее в коэффициент сопротивления, не применяется полезно с точки зрения передачи тепла (в отличие от сопротивления трения). Рассмотрим на основании экспериментальных данных связь между коэффициентом гидравлического сопротивления и числом Nu для практически интересных случаев плохоомываемых тел — поперечного омывания цилиндра [c.28]

Отрицательное влияние пограничного слоя на эффективность неголовных диффузоров значительно сильнее, чем на эффективность лобовых. Проникновение пограничного слоя, нарастающего на фюзеляже, в диффузор может привести к большим потерям давления вследствие отрыва пограничного слоя под действием положительного градиента давления. Поэтому при применении неголовных диффузоров, как правило, предусматриваются устройства для управления пограничным слоем, о необходимости которых свидетельствуют следующие экспериментальные данные. При испытаниях полукруглого диффузора [2] при Мн=1,88 вследствие потерь, вызванных проникновением пограничного слоя на фюзеляже внутрь входа, коэффициент огд получился равным 0,715, в то время как при Наличии управления пограничным слоем сгд этого диффузора может равняться 0,89. Для плоского диффузора во время испытаний при Мп=2,9 [9] получены следующие максимальные значения коэффициентов 0д без отсоса пограничного слоя 0,6, с отсосом пограничного слоя 0,7 (теоретическое значение огд для этого диффузора при и=2,9 равно 0,757). Однако введение системы управления погра иичным слоем приводит к возникновению дополнительного сопротивления, которое необходимо учитывать при оценке эффективно-" и диффузора и двигателя в целом. Величина дополнительного [c.75]

Происходящие процессы весьма сложны, поэтому и теоретическое их описание также будет не простым. В настоящее время для такого описания наиболее полезны корреляции между коэффициентами донного давления и отношением суммарной толщины пограничного слоя к толщине выходной кромки. Данных по этому вопросу недостаточно. В работе [8.35] приводится решение уравнений для вихревой дорожки, из которого можно определить относительную скорость при отрыве в зависимостп от отношения толщины вытеснения при отрыве к высоте донной области. Этот метод был распространен на турбинные лопатки путем учета эффектов, связанных с углами выхода потока, и объединен с расчетом потенциального течения. Расчеты этим методом показывают, что донное сопротивление максимально в случае очень тонких пограничных слоев и быстро уменьшается по мере увеличения толщины вытеснения до толщины выходной кромки и выше. [c.230]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...