Напряжения концентрация в слоях

Максимальный предел выносливости обнаруживается при сравнительно небольшой толщине слоя. Для деталей без концентраций напряжений рост предела выносливости наблюдается лишь при отношении толщины слоя лг к радиусу R, равном 0,1—0,2. При наличии концентраторов напряжений максимальное значение предела выносливости достигается при x/R = 0,01. При дальнейшем увеличении толщины слоя предел выносливости или не изменяется, или уменьшается (на 10—20%) вследствие снижения напряжений сжатия в слое, увеличения напряжений растяжения в сердцевине и разупрочнения сердцевины. Разрушение начинается под слоем. Чем выше температура азотирования, тем ниже абсолютное значение предела выносливости. Это связано с разупрочнением сердцевины и уменьшением остаточных напряжений сжатия. [c.341]

Титановые сплавы немагнитны, очень чувствительны к концентрации напряжений. В циклически нагруженных конструкциях целесообразно подвергать детали упрочняющей обработке холодной пластической деформацией (наклепу) с целью создания остаточных напряжений сжатия в поверхностном слое. [c.187]

Как правило, эффективный коэффициент концентрации меньше теоретического. Это объясняется относительным уменьшением пика напряжений в зоне наибольшего влияния концентратора за счет пластических деформаций, которые развиваются в слоях металла, расположенных под основанием надреза. Определенную роль играет упрочнение материала в процессе циклического нагружения. [c.202]

Общеизвестно, что вблизи острых углов возникают весьма высокие концентрации напряжений, которые являются одной из важнейших причин самопроизвольного отслаивания покрытий (например, стеклоэмалевых) от металла в этих участках. Приближенные решения задачи для плоского слоя, растягиваемого между двумя параллельными идеально жесткими пластинами, с которыми этот слой прочно связан [8], подтверждают существование высоких напряжений вблизи углов слоя однако оценка их затруднена прогрессирующим по мере приближения к этим точкам увеличением погрешности в определении величины напряжений. [c.39]

В качестве наипростейшего введения в теорию в разд. II кратко рассматриваются бесконечно малые плоские деформации идеального композита при упругом сдвиге. Решения таких задач можно сравнить с решениями, полученными ио теории бесконечно малых упругих деформаций трансверсально изотропного материала с малой,но отличной от нуля сжимаемостью и растяжимостью волокон. Таким образом выясняется, как интерпретировать результаты, полученные при помощи идеализированной теории, и насколько точны эти результаты. В частности, обсуждается эффект концентрации напряжений в слоях, представляющий собой необычную особенность решений задач в идеализированной теории. [c.290]

Пределы применимости идеализированной теории можно установить при помощи использованного выше способа оценок порядков толщин слоев концентрации напряжений. Точность идеализированной теории недостаточна, если толщина слоев настолько велика, что они занимают заметную часть полного объема малые деформации растяжения в слоях концентрации напряжений могут привести к деформациям типа изгиба, недопустимым в идеализированной теории (см. разд. П1, 3). [c.299]

L, предположение о том, что A(Y) =0 (о симметричности деформации), допустимо. При отсутствии внешних касательных усилий, приложенных к поверхности г = Го, усилие F в слое концентрации напряжений, прилегающем к этой поверхности, определяется по формуле (69) и составляет [c.320]

Однако оказалось, что разрушение волокон в слоях, стесняющих деформации сдвига, может начаться раньше, чем разрушение в слоях 0°, и, следовательно, оно может инициировать последующий рост трещины. В такой ситуации не менее важно знать и напряженное состояние стесняющих деформации слоев. Для этого, по-видимому, следует вместо подробного рассмотрения свойств материала отдельных слоев представить композит как квазиоднородный материал. Такое упрощение позволяет получить общую картину концентрации деформаций в вершине надреза, а также напряженное состояние каждого слоя в отдельности. [c.63]

В работе [48] эти механизмы разрушения изучены для плоского напряженного состояния вокруг короткой трещины, параллельной волокнам, в одном или нескольких слоях композита (см. рис. 2.28). Установлено, что в исследуемой области существуют межслойные касательные и нормальные напряжения, а также концентрация напряжений в неповрежденных слоях, прилегающих к слою, содержащему трещину, и в самом этом слое рядом с трещиной. Рассмотрены следующие механизмы разрушения нарушение сцепления между слоями, разрушение вследствие перенапряжения в слоях, прилегающих к слою с трещиной, и линейное распространение инициированных трещин в слоях. [c.80]

Еще одним видом разрушения, присущим исключительно слоистым композитам, является расслоение в условиях плоского напряженного состояния. В простейшем случае этот вид разрушения можно наблюдать при одноосном растяжении плоских образцов со свободными кромками (рис. 3.21). Причиной такого вида разрушения плоских образцов является высокая концентрация межслойных нормальных напряжений в области, расположенной вдоль свободных кромок ), вызванная различием свойств смежных слоев (коэффициентов Пуассона, коэффициентов термического расширения и т. п.) [38]. [c.133]

Наличие упрочненного слоя в местах концентрации напряжений (резьба) в сочетании с неблагоприятными условиями монтажа могло явиться причиной ЗР. [c.69]

Увеличение заряда поверхности, ведущее к повышению напряженности поля в двойном слое, — основная причина диэлектрического насыщения растворителя. По сути дела уменьшение толщины двойного слоя при условно неизменной величине скачка потенциала ведет к увеличению геометрической емкости двойного слоя и зарядов на его обкладках. Вместе с тем при неизменной толщине этого слоя, определяемой концентрацией электролита [18], заряд поверхности металла может изменяться и по другим причинам. [c.171]

Очаги со значительной концентрацией напряжений, образовавшиеся в зонах пересечения границ зерен с межслойными поверхностями раздела, по мере увеличения степени деформации инициируют возникновение и развитие повреждений в смежных с ними локальных участках плакирующего слоя. Это в свою очередь приводит к релаксации напряжений в зонах пересечения границ зерен с межслойной поверхностью раздела. [c.232]

В табл. 10 приведены типичные значения деформации до разрушения и модуля упругости для массивных материалов [70]. В целях сравнения укажем, что волокна бора и карбида кремния разрушаются при деформациях 0,7—0,8%. Теперь предположим, что в зоне продуктов реакции содержатся такие же дефекты роста, что и в массивном материале, и поэтому прочности их будут одинаковыми. Концентрация напряжений, обусловленная микротрещинами в слое толщиной ж, будет [c.74]

Фиг. 11.6. Линии одинаковых главных напряжений в зоне концентрации напряжений в слое стекла трехслойной модели при —28 С.

Для цементуемых и цианированных стальных деталей характерно наличие остаточных напряжений, вызванных структурными превращениями и объемными изменениями при закалке. В цементованных слоях образуются более или менее значительные сжимающие остаточные напряжения, распространяющиеся на глубину, превышающую зону закалки и переходную зону. При этом роль остаточных напряжений тем больше, чем больше концентрация напряжений в деталях. Однако максимум остаточных сжимающих напряжений в цементованных или цианированных деталях располагается не у самой поверхности, а на некоторой глубине. У самой поверхности таких деталей наблюдается уменьшение сжимающих напряжений, а в ряде случаев они даже переходят в растягивающие. [c.306]

Наплавка должна обеспечивать плавный переход к основному металлу штуцера и предыдущему слою, чтобы избежать местной концентрации напряжений. На штуцер передаются компенсационные температурные изгибающие напряжения, которые в сочетании с концентратором напряжений могут послужить причиной образования трещин в процессе эксплуатации. [c.435]

Как цементация, так и азотирование резко повышают усталостную прочность стальных деталей с концентраторами напряжений, если упрочненный слой непрерывно проходит и по опасным зонам (галтели, отверстия, шпоночные пазы, места проходов отверстий и др.) Применение местного предохранения от азотирования или цементации или удаление упрочненного слоя в местах концентрации напряжений приведет к тому, что в результате химико-термической обработки упрочнения не будет. [c.255]

Повышение сопротивления усталости деталей от цементации объясняется не только повышением прочности (твердости) поверхностных слоев, но также и благоприятным воздействием остаточных напряжений, возникающих в цементованных слоях. При этом влияние остаточных напряжений тем больше, чем резче концентрация рабочих напряжений в деталях. [c.257]

Нагруженный растягивающей нагрузкой болт представим в виде стержня с надрезами в форме резьбы, в наименьшем сечении которого (под гайкой) возникает трехосное напряженное состояние (всестороннее неравномерное растяжение) с разным соотношением главных напряжений по глубине. На поверхности впадин — двухосное растяжение. Наличие резьбы вызывает неравномерное распределение осевых напряжений растяжения по сечению болта, наибольшая концентрация которых отмечается в вершине впадины резьбы. Поэтому уже при = (0,1. .. 0,2) От напряжения у поверхностных слоев в вершине наиболее нагруженных витков резьбы болта достигают предела текучести. В результате в поверхностных слоях возникают пластические деформации, дальнейшее увеличение которых не может привести к существенному повышению напряжений в наиболее нагруженной области. [c.181]

Если вся суспензия рассматривается как сплошная среда, и при этом напряжения пропорциональны скорости деформации, как в случае ньютоновской жидкости, то поведение суспензии называется ньютоновским. Из того что суспензирующая жидкость ведет себя ньютоновским образом, не всегда следует, что и суспензия будет подчиняться этому условию. Если частицы сферические и однородные по размеру, то гидродинамический анализ и опытные данные показывают, что суспензия будет ньютоновской при условии, что частицы распределены равномерно, а их концентрация не близка к верхнему пределу (ф = 0,52), соответствующему концентрации в свободно упакованном слое. [c.543]

На рис. 2.12 представлены зависимости приращения напряжения середины зоны от величины инжектированного заряда (плотность тока 0,667 мкА/см ) при положительной (7, 2, 3) и отрицательной (4, 5, 6) полярности А1-электрода для образцов с различной концентрацией фосфора 7, 4 - 2% 2, 5 - 1% 3, 6 - 0,7%. С увеличением концентрации фосфора, и соответственно толщины слоя ФСС, возрастает концентрация электронных ловушек в слое ФСС, что приводит к возрастанию скорости и величины накопления отрицательного заряда (см. рис. 2.12, кривые 7 и 4). [c.144]

К работам, позволяющим увеличить межремонтные сроки и гарантировать безотказную работу элементов пути между ремонтами, относятся шлифовка рельсов, при которой не только сглаживаются неровности на головке рельса, но и зона концентрации знакопеременных напряжений смещается в слои головки, где металл еще не подвергся усталостным повреждениям установка рельсосмазывателей, предотвращающих износ рельсов в кривых частях пути надлежащий уход за болтовыми прикрепителями рельсов к железобетонным шпалам, что позволяет продлить срок службы всех деталей узла прикрепления. Своевременная очистка рельсов, [c.147]

В применении к мащиностроительным деталям это означает, что работоспособность детали нарушается задолго до того, когда напряжения сдвига в сечении детали достигнут опасной величины. Деталь выходит из строя в результате концентрации напряжений в поверхностном слое, сопровождаемой местным смятием и пластической деформацией на участке приложения срезающей силы. Особенно резко выражено это явление в случае среза цилиндрических деталей, когда напряжения сосредоточиваются на малой дуге поверхности, ближайщей к действию силы. Смятие тем больще, чем мягче материа.ч срезаемой детали по сравнению с материалом срезающей детали и чем больще жесткость последней. [c.144]

Образование скоплений дислокаций как первой подповерхностной зоны переходного слоя, как упоминалось выше, происходит на границах структурных элементов поликристалла, и в особенности около несплошно-стей на пористых границах, которые закладываются в материале в иерархическом процессе его образования. Это сопровождается локальной концентрацией напряжений, что, в свою очередь, вызывает возникновение зародышевых микротрещин. [c.129]

Для придания необходимых физико-механических свойств в оксидную пленку могут вводиться находящиеся в электролите нерастворимые в воде в этих условиях металлы, а также мелкодисперсные тугоплавкие соединения (карбиды, бориды, нитриды) и окислы за счет электрофоретической доставки их на анод. Образование пленок происходит в локальных объемах порядка 10 см при температуре пробойного канала 2000 К и скорости охлаждения 10 - 10 градус/с. По такому принципу формируются керамические покрытия, применяемые для повышения коррозионной и термической стойкости алюминиевых деталей. Керамические покрытия пол чают из водных растворов силикатов щелочных металлов, например из 3-4-модульного силиката натрия (концентрация 0,1-0,2 М), они представляют собой шпинели AlSiOj, сформированные при анодировании в режиме искрового разряда (напряжение 350 В). Дегидратация и спекание силикатов на аноде происходят в результате искрового пробоя окисного слоя, образующегося при анодировании алюминия. При электролизе на аноде происходит разряд гидроксил-ионов I. силикатных мицелл, а также образуются окислы [c.124]

При пластической деформации в поверхностном слое металла происходит сдвиг в зернах металла, искажение кристаллической решетки, изменение формы и размеров зерен, образование текстуры. Образование текстуры и сдвиги при пластической деформации повышают прочность и твердость металла. Упрочнение (наклеп) металла под действием пластической деформации согласно теории дислокаций заключается в концентрации дислокаций около линии сдвигов, а так как дислокации окружены полями упругих напря-.жёний, то для последующих пластических деформаций (т. е, для, перемещения дислокаций) необходимо значительно большее напряжение, чем в неупрочненном металле. [c.76]

Ионы тяжелых металлов, особенно свинца, уменьшают не только общую коррозию, но и локальную. Так, есть сведения, что малые добавки ионов свинца почти полностью подавляют коррозионное растрескивание нержавеющей стали под напряжением и в условиях активного растворения в серной и азотной кислотах [214]. При эффективных концентрациях ионов свинца (10— — 10- моль/л) равновесные потенциалы свинца отрицательнее стационарного потенциала нержавеющей стали и поэтому контактное выделение с образованием фазового осадка здесь исключено и на поверхности стали возникает лишь субмономолекулярный слой свинца. Природа этого процесса еще окончательно не выяснена, но реальность процесса несомненна [209 238]. [c.88]

В окрестности дефекта на поверхности раздела в нагруженном композиционном теле локальные напряжения резко возрастают, особенно около границ дефекта. Если уровень локальных напряжений достаточно высок, то дефект становится неустойчивым и может развиться до столь больших размеров, что тело разрушится. При исследовании динамических задач теории упругости было установлено, что динамическая концентрация напряжений выше концентрации, рассчитанной для соответ-ствуюш,ей статической задачи. Вследствие этого может оказаться, что дефект на поверхности раздела будет развиваться или нет в зависимости от того, прикладывается ли внешняя нагрузка внезапно, скачком, или же возрастает постепенно. Распространение дефекта вдоль поверхности раздела двух соединенных упругих тел с различными упругими константами и различными плотностями изучалось в работе Брока и Ахенбаха [17]. Было установлено, что развитие дефекта вызвано концентрацией напряжений, возникающей в тот момент, когда система горизонтально поляризованных волн достигает границы дефекта. Предполагалось, что разрыву адгезионных связей предшествует течение в слое, связывающем тела в единую систему. Была вычислена скорость перемещения переднего фронта зоны течения для различных значений параметров, определяющих свойства материала, и различных систем волн. Оказалось, что по достижении критического уровня пластической деформации происходит разрыв материала на заднем фронте зоны течения. [c.387]

Разработанная Меткалфом теори-я слабых поверхностей раздела в системах третьего класса предполагает сохранение собственной (внутренней) прочности упрочнителя. Разрушение происходит при более низких напряжениях лишь в случае высокого коэффициента концентрации напряжений, обусловленного действием трещин в реакционном слое, толщина которого превышает критическую, на неповрежденное волокно. [c.162]

Нижняя обшивка. Выбран гибридный эпоксидный боро-углепластик для реализации более низкой плотности и стоимости углеродных волокон типа А. Борные волокна использованы в слоях, ориентированных в направлении 0°, углеродные — в слоях с ориентацией 45 и 90°. Панель пинпшй обшивки состоит из 63 слоев, из которых 11% ориентированы в направлении 90°. Расчетная осевая нагрузка в соединениях составляет 5172 кгс/сдг. Для снижения концентрации напряжений у отверстий под крепежные элементы вдоль балки использовались четырехсторонние пятиступенчатые соединения, выполняемые внахлестку. В непосредственной близости от отверстий слои углеродных волокон, ориентированные в направлении 0°, заменяют борные слои такой же ориентации. [c.151]

Изменение строения двойного слоя, связанное с повышением общей концентрации электролита, приводит к уменьшению толщины двойного слоя и увеличивает, следовательно, градиент поля при постоянной величине электродного потенциала. По-видимому, с этим обстоятельством связан подбор опытным путем в качестве модельного электролита для ускоренных испытаний стали на коррозионное растрескивание насыщенного раствора Mg la [64]. Увеличение концентрации водного раствора H2SO4 монотонно снижает время до разрушения закаленной стали, хотя концентрационная зависимость скорости общей коррозии имеет два максимума. Это явление можно объяснить адсорбционным эффектом Ребиндера и усилением избирательности коррозии, т. е. локализацией растворения под действием напряжений. При максимальных напряжениях ниже предела текучести скорость общей коррозии высокопрочных сталей увеличивается всего в несколько раз [22], а коррозионное растрескивание наступает быстро, что обусловлено локализацией растворения напряженного металла. В опытах [132] с концентрированной серной кислотой поверхность стали не имела следов коррозии, хотя образцы растрескивались в течение нескольких минут. По-видимому, под влиянием одновременно действующих кислоты высокой концентрации и механических напряжений происходят локализация коррозии, адсорбционное понижение прочности (эффект Ре- биндера) и, следовательно, повышение склонности к коррозионному pa -f трескиванню. [c.172]

Влияние глубины азотированного слоя на предел выносливости азотированных деталей с концентраторами напряжений и без концентраторов напряжений подобно влиянию глубины цементованного слоя. Цементация, а особенно азотирование резко повышают предел выносливости стальных деталей с концентраторами напряжений, если упрочненный слой непрерывно проходит и по опасным зонам (галтели, отверстия, шпоночные пазы, места проходов отверстий и др.). Применение местного предохранения от азотирования или цементации или удаление упрочненного слоя в местах концентрации напряжений приведет к тому, что в результате химико-термической обработки упрочнения не будет. [c.304]

Исследования концентраций напряжений вблизи вершин проре-вей, расположенных в разных слоях модели, показали, что в трехслойной гильзованной оболочке коэффициент концентрации в окрестности вершины прорези, имеющей радиус закругления г = 0,15 мм, изменяется от г, =5,2 на внутреннем до = 4—4,5 на внешнем слое. [c.329]

Трещины в слое магнетита около отверстий в барабанах в пределах водяного объема и в гибах на внутренней поверхности около нейтрального волокна появляются из-за высоких местных растягивающих напряжений. Около отверстий в барабанах происходит концентрация напряжений и имеет место локальная пластическая деформация, приводящая к нарушению сплошности магне-титового защитного слоя. Положение усугубляется при наличии местных дополнительных концентраторов на- [c.75]

Если приложить к затвору напряжение Ug в такой полярности, как показано на рнс. 4, то поле под, затвором будет оттеснять дырки я притягивать в подзатворную область электроны. При достаточно большом напряжении Ug, называемом напряжением отпирания, под затвором происходит инверсия типа проводимости вблизи затвора образуется тонкий слой -типа. Между истоком и стоком возникает проводящий канал. При дальнейшем увеличении Ug возрастает концентрация электронов в канапе и сопротивление его уменьшается. [c.8]

Коэффициент запаса прочности зависит от многих факторов, к которым можно отнести разброс свойств данного металла по пределу текучести, пределу длительной прочности и пределу ползучести, анизотропию свойств металла детали, масштабный фактор и механические характеристики при одноосном напряженном состоянии. К этим факторам можно отнести также возможность пульсирующей нагрузки (с переменными интервалами по времени и температуре), степень корродирования (и вид его) по времени и эрозионный износ. Большое значение имеет степень ответственности детали, в частности — опасность в случае аварии для персонала станции, особые пусковые и аварийные режимы, термические напряжения, переходная температура хрупкости, состояние поверхности, уровень остаточных (в том числе в поверхностном тонком слое) напряжений, концентрация напряжений и целый ряд других важных факторов. [c.27]

Сопротивление усталости сварных деталей конструкций можно существенно новысить пластическим деформированием поверхностных слоев. Эффективность поверхностного наклепа тем выше, чем более высокие концентрации напряжений вызваны в деталях наложением сварных швов. В ряде случаев, когда сваркой вызываются особенно резкие концентрации напряжений, эффект от поверхностного наклепа достигает двух- и трехкратного повышения предела выносливости [79, 90, 91, 116, 174]. [c.56]

Если наступает разрушение одного волокна, то нагрузка через основу передается соседним волокнам. Это приводит к распределению нагрузки по всему материалу и позволяет избежать концентрации напряжений. Параллельно этому существует требование безопасности конструкции (см. разд. 15.8) и в этом смысле армированный пластик может считаться конструктивным материалом с неограниченными возможностями. Наоборот, местное разрушение в однородном материале приводит к высокой концентрации напряжений в неразрушенном материале вблизи кромки трещины, что делает распространение трещины более вероятным. Это объясняет, почему армированные пластики обнаруживают необыкновенно низкую чувствительность к концентрации напряжений при усталостных испытаниях в сравнении с металлами. Некоторые результаты, полученные Воллером и приведенные в табл. 4.6, очень хорошо демонстрируют это свойство пластиков. Поперечное отверстие в образ цах из стеклопластика, армированного слоями стеклоткани, приводит к эффективному коэффициенту концентрации напряжений, колеблющемуся в пределах от 1,01 до 1,29 при 10 циклов, при этом теоретический коэффициент концентрации напряжений равнялся 2,42. Такая чувствительность к концентрации напряжений получается даже ниже, чем при статическом нагружении, к тому же она падает при увеличении температуры испытуемых образцов. [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...