Прочность длительная материалов при сжатии

Установка предназначена для определения характеристик кратковременной II длительной прочности композиционных и тугоплавких материалов при нагреве до 3000° С и деформировании растяжением или сжатием методами тепловой микроскопии и измерения микротвердости. [c.161]

I. Предварительные замечания. В 2.11 и 2.13 были описаны статические кратковременные испытания гладких образцов из различных материалов на растяжение и сжатие при комнатной температуре. Предыдущие параграфы настоящей главы содержат описание различных упругих и механических свойств материалов и оценку влияния различных факторов на эти свойства. Уже при этом обсуждении приходилось обращаться к результатам динамических испытаний (при определении сопротивляемости ударному воздействию и при оценке влияния скорости деформирования на различные свойства), кратковременных и длительных испытаний при высоких температурах (при определении предела длительной прочности и предела ползучести, а также при оценке влияния температурного фактора на различные свойства), длительных испытаний при переменных по величине и знаку нагрузках, длительных испытаний при комнатной температуре и постоянной нагрузке и при монотонно убывающей нагрузке. Приходилось, наряду с рассмотрением результатов испытания гладких образцов, обращаться и к анализу материалов испытаний образцов с надрезом указывалось, что, кроме непосредственного определения интересующих инженера свойств материала, существуют косвенные пути оценки этих свойств (при помощи определения твердости) отмечалось, что, [c.298]

Остановимся вначале на особенностях длительной прочности анизотропных композиционных материалов при простых напряженных состояниях — растяжении, сжатии и чистом сдвиге. Исследование поведения композиционных материалов при простых напряженных состояниях помимо самостоятельного значения имеет еще одно важное приложение. Именно предельные характеристики прочности (в том числе и, длительное), соответствующие -названным простым деформациям, являются отправными величинами, базируясь на которых можно оценивать прочность конструкций, работающих в условиях сложного напряженного состояния. [c.137]

На машине можно проводить испытания материалов с различными прочностью и деформируемостью при разнообразных условиях, в диапазоне температур от 20 до 1200 С при различных скоростях и податливости нагружения, разных схемах нагружения (изгиб, растяжение, сжатие), при действии длительных и многократно повторяющихся статических нагрузках и одновременном взаимодействии большинства указанных выше факторов. [c.97]

Для количественной оценки прочности материалов используют различные характеристики. Прочность материалов, применяемых в качестве противокоррозионных покрытий, оценивают в основном по разрушающему напряжению (а) при сжатии, растяжении, изгибе, а также по твердости. Следует различать кратковременную и длительную прочность. Кратковременная прочность характеризуется напряжением, вызывающим разрушение образца при кратковременном нагружении при заданной скорости нагружения. Длительная прочность характеризуется напряжением, вызывающим разрушение об- [c.18]

Нелинейные пульсации пузырька приводят также к различным физико-химическим явлениям. Одно из них — кавитационная эрозия. Она возникает вследствие различных механизмов. Первый — это воздействие кумулятивных струек, возникающих при асимметричном коллапсе пузырьков рядом с твердой поверхностью, о чем шла речь в 4. Эти струйки направлены к твердой поверхности, в которой возникает зеркальное отображение пузырька, пульсирующее синфазно с исходным. Второй механизм — это скоростной напор пузырька, а точнее жидкости, окружающей поступательно движущийся по направлению к стенке пузырек. При захлопывании присоединенная масса пузырька (можно показать, что для поступательного движения она равна половине массы жидкости в объеме пузырька) резко уменьшается, и из-за сохранения импульса скорость увеличивается. При уменьшении радиуса в 10 раз скорость увеличивается в 1000 раз и достигает 300 м/с. Скоростной напор дается выражением р=ро /2 10 Па, и это воздействие имеет длительность 0,1 Т, где Т — период звука. Третий механизм эрозии обусловлен вязкими силами, вызывающими сдвиговые напряжения в металле и возникающими вследствие растекания жидкости, вытесняемой из пространства между твердой поверхностью и стенкой расширяющегося пузырька. Напряжения, которые при этом возникают, 10 Па и длятся они 0,5 Т. Как известно, прочность конструкционных материалов по отношению к сдвиговым напряжениям на порядок меньше, чем к напряжениям сжатия. Еще один эрозионный механизм обусловлен ударными волнами, возникающими в окружающей пузырек жидкости при его захлопывании, их амплитуда 10 Па [4]. [c.158]

Пьезокерамика является хрупким материалом с большим количеством случайных дефектов, образующихся при спекании. Эти особенности определяют большой разброс прочностных характеристик пьезоэлементов, их зависимость от размеров (масштабный эффект прочности), а также более высокое их сопротивление сжатию, чем разрыву (предел прочности при сжатии примерно в 16 раз больше предела прочности при растяжении). При длительном действии как статических. так и циклические изменяющихся напряжений в объемах пьезокерамики накапливаются случайные повреждения, зависящие от действующих в этих объемах напряжений и случайных значений их пределов прочности. [c.80]

Рассмотрены вопросы экспериментального исследования твердости, характеристик упругости, кратковременной и длительной прочности при растяжении, сжатии, изгибе. Описаны системы обеспечения силовых и температурных режимов нагружения, даны примеры их расчетов. Особое внимание уделено обеспечению точности измерения температур, нагрузок и деформаций при определении механических характеристик материалов в условиях вакуума, инертной и окислительной сред. [c.2]

ДСП отличаются хорошими антифрикционными свойствами, низким коэффициентом трения, высокими удельной ударной вязкостью, прочностью при растяжении и сжатии, износостойкостью и прирабатываемостью, а также высокими диэлектрическими свойствами, газопроницаемостью, удовлетворительной влагостойкостью способны выдерживать длительное действие температур порядка 100—200°С, Недостатком этих материалов является способность поглощать воду и набухать в ней. Перерабатываются ДСП в изделия методом прессования. [c.266]

Испытания материалов на одноосное растяжение и сжатие производились в течение длительного периода и для различных материалов имеются достоверные значения и а . Это позволяет достаточно определять коэффициенты запаса и судить о прочности материалов конструкций при одноосном напряженном состоянии. [c.99]

В итоге длительного опыта расчетов самых различных конструкций на прочность установилась такая их форма, которую принято называть расчетом на прочность по допускаемым напряжениям. Наиболее простой вид эта форма расчета на прочность имеет для такого элементарного напряженного состояния бруса, как центральное растяжение-сжатие, которое непосредственно моделируется в образцах при испытаниях материалов на растяжение-сжатие (см. гл. 3). В этом случае конструкция считается прочной, если нормальные напряжения ах в ее поперечных сечениях удовлетворяют основному условию прочности [c.108]

Динамическая прочность материалов в области предельно малых длительностей нагрузки исследуется путем анализа откольных явлений при отражении импульсов сжатия от свободной поверхности тела. Известно, что движение вещества при отражении импульса нагрузки определяется интерференцией падающей и отраженных волн, причем в случае, если поверхность тела граничит с пустотой, отраженный импульс симметричен падающему. В результате после [c.149]

При действии на поверхность тела импульса давления или энергии возникает волна сжимающих напряжений, распространяющаяся в глубь материала. Волна сжатия чаще всего приводит к разрушению при выходе на свободную поверхность или границы слоев, где она может трансформироваться в волну растяжения. Если нагрузка достаточно кратковременна, то вслед за волной сжатия возникает волна растяжения, которая представляет существенную опасность и может привести к так называемому наружному отколу [130]. В данном параграфе излагаются результаты исследований разрушения материалов в плоских волнах напряжений, вызванных тепловой нагрузкой, недостаточной для начала фазовых переходов первого рода. Рассматриваются случаи весьма кратковременных (10 —10 с) и более длительных процессов. В первом случае временем нагрева тела излучением не пренебрегаем, но используем линейный подход к расчету прочности, во втором случае поглощение излучения полагаем мгновенным процессом и используем развитую выше нелинейную теорию расчета прочности. [c.184]

В основу аналитического исследования целиков, имеющих форму стен и столбов прямоугольного сечения, вполне допустимо положить задачу теории упругости о равновесии параллелепипеда при заданных нагрузках на его гранях, так как для многих рудников при однородных целиках, соответствующей глубине работ и длительном сроке службы целики должны иметь достаточный запас прочности и работать в упругой стадии. Эта задача достаточно близко отражает многие реальные случаи и является не только более простой, но и основной — оиа открывает путь для решения задач, отражающих более сложные условия работы целиков. Задача о равновесии параллелепипеда впервые была поставлена Ляме в 1852 г. Однако подходы к ее решению были разработаны только в последнее время отечественными учеными Е. С. Кононенко (1954 г.), М. М. Филоненко-Бородичем (1951 г.) и др. Эти авторы не предлагали использовать задачу Ляме для расчета целиков вообще, но некоторые из них разработали методы ее решения применительно к испытанию на сжатие образцов металлов или строительных материалов. [c.271]

Механич, характеристики ползучести и длит, прочности конструкц. материалов обычно определяют в опытах на растяжение или сжатие цилиндрич. образцов (одноосное напряжённое состояние) либо путём испытаний трубчатых или плоских образцов при разл. комбинациях нагрузок (сложное напряжённое состояние). Длительность испытаний зависит как от уровня нагрузок, гак и от задач использования данного материала в конкретных конструкциях. Она может колебаться от неск. минут (для решения техноп. задач обработки металлов, непрерывной разливки, ракетной техники) до сотен тысяч часов (стационарные турбины, строит, конструкции). [c.10]

ЭПОКСИДНЫМИ и полиимидными связующими. Бороволокниты КМБ-1 и КМБ-1к на эпоксиизоцианатном связующем предназначены для длительной работы при температуре 200 С. Бороволокнит КМБ-2к на основе амидо-имидного связующего работоспособен при температуре 300 °С. Материалы КМБ-3 и КМБ-Зк на модифицированном эпоксидном связующем, отличающемся повышенными прочностными свойствами и технологичностью, характеризуются более высоким пределом прочности при сдвиге и сжатии н иизким давлением формования при переработке, но рабочие температуры этих материалов не превышают 100 X. [c.368]

Так, например, в работе [76] предлагается для оценки длительной прочности изотропных материалов, по-разному сопротивляющихся растяжению и сжатию, использовать критерий Ю. И. Ягна. В работе экспериментально проверялась справедливость этого предложения в условиях нагружения постоянными напряжениями. Исследовалась длительная прочность полиэфирной смолы ПН-1 при Т = 50° С в условиях растяжения, сдвига и их 1<омбинаций. Предельное соотношение на основе критерия Ю. И. Ягна в этом случае записывалось в виде [c.135]

К режущим сверхтвердым материалам относятся природные (алмаз) и синтетические материалы. Самым твердым из известных инструментальных материалов является алмаз. Он обладает высокой износостойкостью, хорошей теплопроводностью, малыми коэффициентами линейного и объемного расширения, небольшим коэффициентом трения и малой адгезионной способностью к металлам, за исключением железа и его сплавов с углеродом. Наряду с высокой твердостью алмаз обладает и большой хрупкостью (малой прочностью). Предел прочности алмаза при изгибе = = 3000 МПа, а при сжатии = 2000 МПа. Твердость и прочность его в различных направлениях могут изменяться в 100—500 раз. Это следует учитывать при изготовлении лезвийного инструмента. Необходимо, чтобы алмаз обрабатывался в мягком направлении, а направление износа соответствовало бы его твердому направлению. Алмаз обладает высокой теплопроводностью, что благоприятствует отводу теплоты из зоны резания и обусловливает его малые тепловые деформации. Низкий коэффициент линейного расширения и размерная стойкость (малый размерный износ) алмаза обеспечивают высокую точность размеров и формы обрабатываемых деталей. Большая острота режущей кромки и малые сечения среза не вызывают появления заметных сил резания, способных создавать деформацию обрабатываемой детали и отжатия в системе СПИД. К недостаткам алмаза относится и его способность интенсивно растворяться в железе и его сплавах с углеродом при температуре резания, достигающей 750° С (800° С), что в наибольшей мере проявляется в алмазном лезвийном инструменте при непре-швном контакте стружки с поверхностью его режущей части, 1ри температуре свыше 800° С алмаз на воздухе горит, превращаясь в аморфный углерод. К недостаткам алмазных инструментов также относится их высокая стоимость (в 50 и более раз сравнительно с другими инструментами) и дефицитность. В то же время алмазный инструмент отличается высокой производительностью и длительным сроком службы (до 200 ч и более) при обработке цветных металлов и их сплавов, титана и его сплавов, а также пластмасс на высоких скоростях резания. При этом обеспечиваются высокая точность размеров и качество поверхности, что, как правило, исключает необходимость операции шлифования обрабатываемых деталей, [c.92]

Испытание на устойчивость дает возможность определять несущую способность тонкостенных элементов (Стоек, профилей, труб) при сжатии их продольной силой [13, 14]. Метод позволяет производить оценку материалов, предназначенных для элементов конструкций, работающих на продольный изгиб, путем испытания тонкостенных стержней с различной формой поперечного сечения и различной длины. Испытания проводятся с учетом предполагаемых условий эксплуатации при однократном и длительном нагружениях, при комнатной и повышенных температурах, до разрушени (до потери устойчивости) или прекращаются при достижении определенной степени деформации. Для испытания на устойчивость при однократном приложении нагрузки используются универсальные машины или прессы, при длительном нагружении — машины рычажного типа, предназначенные для испытаний на длительную прочность и ползучесть, которые в этом случае снабжаются специальными реверсорами. [c.52]

Таким образом, коэффициент Хд, как и прежде, имеет механический смысл — он равен отношению предела длительной прочности при растяжении к пределу длительной прочности при сжатии. Его можно также определить как величину, характеризующую степень участия в макроразрушении сдвиговой деформации, Создающей благоприятные условия для разрыхления материала и образования трещин. При Хд = О, когда разрушение определяется сопротивлением материала распространению трещин, выражение (VI.9) преобразуется в критерий атах=сопз1. Если разрушение является результатом сдвиговых процессов в материале (Хд = 1), то в качестве эффективного напряжения принимается интенсивность напряжений. Когда разупрочняющее влияние сдвиговой де(] ормации эквивалентно соответствующему эффекту от нормального напряжения (Хд = 0,5), выражение (VI.9) принимает вид критерия т) (см. стр. 172). Обработка экспериментальных данных по обобщенному критерию (см. 6 гл. XI) показала хорошее соответствие теоретических расчетов результатам опыта. [c.174]

Стеклотекстолиты на основе полиэфирных и эпоксидных смол применяют преимущественно для изготовления фасонных изделий, при низком давлении прессования (см. гл. 5). Несмотря на низкое давление при прессовании изделий (1,5—2 кг см ) последние имеют исключительно высокую прочность. Так изделия из стеклотек-столитов на основе эпоксидной смолы имеют пределы прочности при разрыве 3900 кг см , при сжатии — 4900 кг см водопоглощение за 24 часа составляет 0,03%, удельный вес равен 1,90 г см . Длительное нагревание при 200° не вызывает изменений свойств материала. Материалы нашли широкое применение в самолетостроении. [c.74]

Г Формующие детали прессформ работают в довольно тяжелых условиях — они подвергаются значительному силовому воздействию со стороны прессматериала, сжатого в оформляющей полости, длительному нагреву при температуре 160— 180° С (а иногда и выше) и воздействию корродирующих агентов (например, церезина), содержащихся в прессматериале. Поэтому материалы для формующих деталей должны обладать прочностью, теплостойкостью и достаточным сопротивлением коррозии. [c.178]

Помимо перечисленных, так называемых внешних факторов, существует большое число факторов, отражающих реакцию материала на возникшие состояния и протекающие процессы, т. е. то, что принято называть свойствами материалов в широком смысле этого понятия. Свойства материалов и элементов конструкции, в которых они физически воплощены, крайне многообразны а) упругость, характеризуемая модулем упругости Е, и пластическая деформируемость, описываемая диаграммой о = / (е) б) прочность, выражаемая при однократном нагружении пределом текучести, временным сопротивлением, истинным разрушающим напряжением в) пластичность в виде относительного удлинения и поперечного сужения г) упрочняемость материала и пластическая неустойчивость при растяжении д) упругая неустойчивость при сжатии е) сопротивляемость накоплению усталостных повреждений, в том числе у острия трещины ж) прочность при повторных пластических нагружениях з) сопротивление ползучести и) длительная прочность и пластичность при высоких температурах к) старение металла под воздействием деформации, температуры, времеии л) сопротивление началу разрушения в присутствии концентраторов — надрезов, трещин м) сопротивление быстрому динамическому распространению трещин н) стойкость против общей межкристаллитной коррозии, а также против коррозионного растрескивания о) сопротивление замедленным разрушениям п) хладостойкость и др. [c.256]

Выделение слоистых структур в конструкции ЭВ необходимо не только с целью подбора методик расчета, адекватно отражающих напряженное состояние элементов конструкции, но и назначения для каждого слоя и расчетного случая соответствующего коэффициента запаса прочности. Такой подход обусловлен анизотропией свойств используемого материла, а именно различием по пределам прочности однонаправленного стеклопластика вдоль и поперек направления армирования в десятки раз, различием предела прочности на сжатие растяжение даже в одном направлении в несколько раз, различием влияния температуры и длительности воздействия на длительную прочность от вида нагрузки (сжатие, растяжение, сдвиг) в несколько раз. В зависимости от характера работы композиционного материала коэффициент запаса принимается равным от 2,5 до 10 (Конструкционные стеклопластики. М. Химия, 1979, 360 с, ил.). Меньшие значения характерны при назначении коэффициентов для характеристик материала в направлении армирования, большие значения при назначении коэффициентов поперек армирования и сдвиговых характеристик. При конструировании стеклопластиковой муфты были предприняты все усилия, чтобы для всех расчетных случаев работоспособность ЭВ зависела только от характеристик стеклопластика в направлении армирования (а именно в направлении армирования максимально реализуются прочностные и жесткостные свойства армированных материалов), что и позволило принять для основных расчетных случаев коэффициент запаса 3,0. [c.97]

Более широкими возможностями обладает разработанная нами универсальная установка Микрат-4 [37, 39, 41, 96], на которой исследования кратковременной и длительной прочности материалов проводят методами растяжения — сжатия при исследовании микротвердости и тепловой микро- [c.98]

При теплостатических испытаниях неметаллических материалов, которые проводятся в таких же автоклавах, что и коррозионные испытания, исследуется влияние длительного воздействия рабочих условий (температура, давление) на структуру и физико-механические свойства. Изучается изменение во времени твердости, размеров, прочности на сжатие, конструкционной прочности. Кроме того, на всех образцах определяется изменение массы и линейных размеров, химического состава поверхностного слоя, а также оцениваются видимые поверхностные структурные изменения. [c.226]

По виду структуры существуют материалы жесткие (скорлупы, сегменты, кирпич, плиты), гибкие (шнуры, матрицы, маты), рыхлые (волокнистые, порошкообразные). По способу укладки на изолируемую поверхность материалы стринято разделять на сборные формованные, гибкие обволакивающие, засыпные и мастичные. Кроме средней плотности, теплопроводности качество теплоизоляционных материалов определяется прочностными свойствами (пределом прочности на сжатие, на разрыв, а изгиб), температуроустойчивостью (предельная температура длительной работы без заметного ухудшения изоляционных свойств), термостойкостью (опособность выдерживать резкие изменения температуры без разрушения), химической стойкостью (не вызывать коррозии конструкционных материалов, не выделять вредных веществ, не давать взрывоопасных соединений при контакте с теплоносителями). [c.118]

Вместе с тем обоснование прочности и надежности деталей машин и элементов конструкций при кратковременном, длительном и циклическом эксплуатационном нагружении остается трудно решаемой в теоретическом и экспериментальном плане задачей. Это в значительной степени связано со сложностью детерминированного и стохастического анализа напряженного состояния в элементах конструкций при возникновении упругих и упругопластических деформаций и ограниченностью критериев разрушения в указанных условиях при использовании конструкционных материалов с различными механическими свойствами. Трудности, возникающие при исследовании напряжений и деформаций в наиболее нагруженных зонах в упругой и неупругой области объясняются отсутствием аналитического решения соответствующих задач в теориях упругости, пластичности, ползучести и, тем более, в теории длительной циютической пластичности. К числу решенных таким способо.м задач мог т бьггь отнесены те, в которых определяются номинальные напряжения и деформации при растяжении-сжатии, изгибе и кручении стержней симметричного профиля, нагружении осевыми уси- [c.68]

Таким образом, физическая природа интенсификации микропластичес-кого течения в поверхностных слоях материалов и последующего усталостного разрушения при циклических нагрузках должна рассматриваться именно с указанных позиций. При этом следует отметить, что необратимое действие вакансионного насоса при циклировании, создающего спектр приповерхностных источников дислокаций и вызывающего их переползание, обеспечивается не только созданием периодического пересыщения при цикле сжатия и существующим недосыщением на стоках [601, 602], но и различием потенциальных энергетических барьеров на источниках и стоках точечных дефектов, непосредственно на поверхности и в более удаленных от поверхности приповерхностных слоях. Поэтому полученные в главе 7 результаты представляют основу для дальнейшего развития как теоретических, так и экспериментальных исследований в области изучения основных закономерностей эволюции дислокационной структуры при испытаниях на длительную и циклическую прочность и физической природы усталости металлических и неметаллических материалов в различном диапазоне напряжений и температур. Наконец, учитывая результаты работы [586], следует также весьма осторожно относиться к интерпретации низкотемпературных пиков внутреннего трения и помнить, что они могут появиться в ряде случаев именно в силу проявления методических особенностей способа нагружения (использование циклических изгибных или крутильных колебаний с максимальной величиной напряжений вблизи свободной поверхности и присутствием градиента напряжений по сечению кристалла). [c.258]

Поэтому параметры режима стабилизируют или автоматически регулируют, а диаметр контактной новерхности электродов ( 3 восстанавливают по мере его увеличения. При выборе режима учитывают требования к пластичности и прочности соединений. При выбранном э уточняют усилие сжатия, ток и длительность его протекания. Наиболее часто требуемые размеры ядра й получают при выбранном соотношении тока и давления, изменяя длительность и контролируя качество по технологической пробе. Многие материалы, и в частности углеродистая сталь, свариваются в широком диапазоне токов и усилий сжатия на мягких (М), средних (С) и жестких (Ж) рел<имах при соответствующей длительности (рис. 48). Ориентировочные режимы мол но выбрать по номограмме. Так для деталей толщиной 2 мм диаметр й может изменяться в зависимости от режима от 5 до 11 мм. Выберем й = 9 мм (точка А я Б) для жесткого режима (Ж, точка В), продлевая линию от точки В к Г, получим с = 6—7 периодов, далее от Д к получим /с = 18 ка и в точке 3 получим Р, ж = 800 кГ. Прочность точки на срез (точка К) нри этом составит 2000 кГ. [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...