Механические Влияние масштабного эффекта

Влияние масштабного эффекта наблюдается не только для случаев чисто механического разрушения материала при нормальных или повышенных температурах. Известны примеры масштабного эффекта, когда разрушение имеет термический характер и наступает вследствие возникновения высоких тепловых напряжений при резких перепадах температур. [c.250]

Масштабный фактор (или иначе называемый масштабный эффект) тесно связан с физической природой прочности и разрушения твердых тел. Механические свойства сплава, особенно при знакопеременных или повторяющихся нагружениях, зависят от абсолютных размеров испытываемых образцов и конструкций даже в случае полного соблюдения подобия их геометрической формы и условий испытания [48, 61, 88, 144]. Предел выносливости гладких образцов понижается с увеличением их размеров, что оценивается коэффициентом влияния абсолютных размеров сечения. Для материалов с неоднородной структурой (литые стали, чугуны) влияние размеров образца на выносливость более резко выражено, чем для металлов с однородной структурой. Наиболее значительно снижается усталостная прочность с ростом размеров образца [48, 88] в случае неоднородного распределения напряжений по сечению образца (при изгибе). Форма поперечного сечения образца, определяющая объем металла, находящегося под действием максимальных напряжений, существенно влияет на выносливость образца. При плоском изгибе влияние на предел выносливости размеров прямоугольных образцов больше, чем цилиндрических. При однородном распределении напряжений по сечению гладких образцов (переменное растяжение — сжатие) масштабный эффект практически не проявляется. Характерно, что при наличии концентраторов напряжения масштабный эффект наблюдается при всех, без исключения, видах напряженного состояния. Чем более прочна сталь, тем сильнее проявляется масштабный эффект. [c.21]

Влияние второго (технологического) фактора связано с тем, что при механической обработке образцов в их поверхностных слоях создается наклеп и остаточные напряжения, которые по-разному влияют на величину предела выносливости больших и малых образцов. Для исключения влияния этого фактора при исследовании масштабного эффекта пользуются или отжигом в вакууме, снимающим наклеп и остаточные напряжения без окисления поверхности, или применяют много проходов при обточке образцов с постепенным уменьшением глубины резания и подачи для существенного уменьшения наклепа и остаточных напряжений. [c.57]

Таким образом, существование масштабного эффекта при механических испытаниях до разрушения, как правило, делает геометрически подобные и аффинные модели непригодными для оценки абсолютных значений прочности и долговечности натурных изделий ( 10.]), Полезной областью геометрически подобного моделирования процессов разрушения остаются всесторонние сравнительные испытания, при которых может быть исключено отрицательное влияние неизвестного масштабного фактора. [c.250]

Много дополнений было сделано в главе о механических свойствах материалов, и одна эта глава теперь содержит свыше 160 страниц. Цель такого расширения главы заключается в сосредоточении внимания на новейших достижениях в области экспериментального изучения свойств строительных материалов. Рассмотрены следующие вопросы 1) влияние несовершенств на предел прочности хрупких материалов и масштабный эффект 2) сравнение результатов испытаний образцов из монокристаллов и поликристаллов 3) испытание материалов в условиях плоской и пространственной задачи и различные теории прочности 4) сопротивление удару 5) усталость металлов при различных напряженных состояниях и методы повышения сопротивления усталости частей машин 6) сопротивление материалов при высоких температурах, явление ползучести и использование данных испытаний ползучести при проектировании. Для читателя, который желает расширить в дальнейшем свои познания в этих вопросах, будут полезны многочисленные ссылки на новейшую литературу. Наконец, в заключительном параграфе книги приводятся достаточно подробные сведения для надлежащего выбора рабочих напряжений. [c.10]

Дробление энергетического потока приводит к уменьшению размеров и массы каждого из элементов или звеньев параллельных ветвей, но происходит это не пропорционально уменьшению нагрузки, а в большей мере так, как срабатывает масштабный эффект — влияние размеров объекта на изменение характеристик сопротивления усталости, трения и изнашивания и т.п. Чем меньше диаметр заготовки, тем выше достигаемые механические свойства материала, тем больше технологических возможностей совершенствования геометрической формы и точности ее воспроизведения, а также уменьшения шероховатости. Уменьшение размеров приводит к уменьшению линейных скоростей звеньев и скоростей скольжения, что позволяет уменьшить виброактивность системы, легче решать проблемы виброзащиты, снижать потери на трение, выбирать более рациональные решения подшипников и уплотнений, обеспечивать герметичность соединений и т.п. [c.94]

Долгое время считалось, что для статических нагрузок и многих других случаев нагружения справедлив закон подобия. Однако, в особенности для усталостного и хрупкого разрушения, влияние абсолютных размеров тела на его поведение под нагрузкой (понижение долговечности и прочности) стало обнаруживаться настолько часто и сильно, что привело к необходимости учета масштабного фактора (или эффекта) при проектировании, расчетах и механических испытаниях образцов и элементов конструкций. [c.312]

Мур [954], рассматривая предложение Питерсона, указал на то, что поверхность может быть упрочнена либо сжимающими напряжениями в поверхностном слое, вызванными полировкой, либо перегруппировкой кристаллов. В обоих этих случаях источник трещин может быть на некотором расстоянии от поверхности . Может представлять значение тот факт, что Мае-сонне [1014] обнаружил меньшее влияние размеров на усталостную прочность при электролитической полировке образцов, чем при механической (см. табл. 14.3). Результаты исследований Мура полированных и затем отожженных в вакууме образцов показали некоторый малый, но определенный масштабный эффект (см. табл. 2.3). В обоих случаях напряжения в поверхностном слое, вызванные полировкой, успешно устранялись. [c.56]

Большое внимание в книге уделено вопросам методики моделирования кавитационных течений (гл. 2, 6). В частности, в гл. 6 подробно обсуждаются различные точки зрения на так называемый масштабный эффект в различных стадиях развития кавитации. В гл. 7 собраны и обстоятельно рассмотрены вопросы влияния кавитации на гидродинамические характеристики элементов конструкций различных аппаратов и гидромашин (гидрокрылья и стойки, направляющие лопатки, решетки и т. д.). В гл. 8 рассмотрены вопросы механического воздействия кавитации на материалы. [c.7]

Здесь Еоо и 1Уоо — значения упругих модулей для бесконечного кристалла с учетом взаимодействия только между ближайшими атомами. Рассмотрим выражение для модуля Юнга. Если взять в качестве толщины полосы Н = Но-, что представляется наиболее естественным согласно рис. 1, то значение модуля Юнга окажется в два раза больше своего макроскопического значения. Ситуацию можно исправить, если положить Н = 2Ноч тогда значения совпадут. Подобная неоднозначность в определении модуля Юнга связана с принципиальной неоднозначностью определения размеров дискретных объектов [1, 2]. Отметим, что, как показано в [2], невозможно устранить влияние дискретности одновременно для всех механических характеристик — оптимальный выбор определения для одной макроскопической величины не влияет на масштабный эффект для другой или [c.487]

Проявление масштабного фактора тесно связано с влиянием состояния поверхности. В частности, длительное травление стекла плавиковой кислотой, удаляющее наружный слой и создающее идеально ровную поверхность, приводит к резкому снижению вероятности существования на поверхности опасных дефектов, и согласно статистической теории дефектов должно наблюдаться повышение прочности массивных образцов до прочности тонких стеклянных волокон. Эксперимент полностью подтверждает это предположение. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ Й СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НА ПРОЦЕССЫ РАЗРУШЕНИЯ. Состояние поверхности — один из важнейших факторов, влияющих на результаты механических испытаний образцов в лабораторных условиях. Наличие небольших выступов и впадин на плохо обработанной поверхности приводит к повышению концентрации напряжений. Поверхностные неровности могут играть роль хрупких трещин и значительно снижать определяемые испытаниями прочностные характеристики металла. Например, хрупкие в обычных условиях кристаллы каменной соли становятся пластичными, если при испытании их погрузить в теплую воду, растворяющую дефектный поверхностный слой (эффект Иоффе). Тщательная полировка поверхности металлических образцов приводит к увеличению измеряемых при растяясенпи характеристик прочности и пластичности. [c.435]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...