Напряжение механическое тангенциальное

Следует учитывать, что в поверхностном слое могут возникнуть не только нормальные напряжения растяжения — сжатия, но и касательные напряжения. Последние особенно характерны при механической обработке поверхностей, когда имеется тангенциальная составляющая полной силы резания. [c.75]

Дополнительные механические напряжения возникают в оксидных слоях из-за кривизны поверхности. При положительной кривизне поверхности (например, внешняя поверхность трубы) при R>1 действуют сжимающие тангенциальные и растягивающие радиальные напряжения. Отрыв оксидного слоя в таком случае вызывается действием растягивающих радиальных напряжений. При отрицательной кривизне поверхности (внутренняя поверхность трубы) и >1 как тангенциальные, так и радиальные напряжения являются сжимающими. Очевидно, что такое напряженное состояние оксидной пленки способствует ее сохранению. Подобное состояние, конечно, возможно до определенного предела толщины оксидного слоя. [c.59]

Используя преимущества цилиндрической симметрии, можно легко получить аналитические выражения для напряжений в композите. Поскольку коэффициенты Пуассона волокна и матрицы в условиях продольного нагрул ения различны, в компонентах композита возникают радиальные и тангенциальные напряжения. Они обусловлены наличием прочной связи между компонентами, которая вынуждает волокно и матрицу деформироваться совместно, а не независимо. Механическое взаимодействие между волокном и матрицей определяется, в основном, различием коэффициентов Пуассона и, в меньшей степени, различием модулей Юнга. [c.51]

Поскольку составляющие композиций обладают различной упругостью и пластичностью, то при их совместной работе на поверхностях раздела возникает реологическое взаимодействие, в результате которого создаются радиальные и тангенциальные напряжения. Даже при простом осевом растяжении в волокнистых композиционных материалах создается объемное напряженное состояние. Последнее еще больше усложняется при учете остаточных напряжений. Остаточные напряжения в композициях имеют двоякую природу термическую и механическую. Первые возникают из-за разницы коэффициентов линейного расширения компонентов в процессе охлаждения материала от температуры его получения или эксплуатации. Второй источник остаточных напряжений — неодинаковая пластичность компонентов. Напряжения этого рода возникают при таких уровнях деформации, когда один или оба из компонентов начинают деформироваться в различной степени. Фазовые превращения, сопровождающиеся объемными изменениями, также могут быть причиной появления остаточных напряжений. [c.60]

При дроблении горных пород и руд, полезный компонент которых не отличается существенно по электрическим и физикомеханическим свойствам от вмещающих пород, подобно кристаллам слюды, и не имеют искажающих поле включений, подобно металлическим рудам, главным механизмом, обеспечивающим селективность разрушения, является избирательная направленность роста трещин по границам контакта (срастания) минералов. Этому могут способствовать как свойственное гетерогенным системам наличие дефектов по границам контакта, так и характер нагружения твердого тела, приводящий к росту трещин. Принципиальное отличие условий нагружения материала в ЭИ процессе (импульс давления ударной волны сменяется возникновением тангенциальных разрывных напряжений) от условий нагружения при механическом разрушении (преобладание напряжений сжатия и сдвига) и создает предпосылки для раскрытия поверхностей контакта кристаллов с вмещающей породой. В условиях разрыва даже минимальные локальные нарушения сплошности и дефекты по границам контакта способствуют раскрытию монокристаллических образований. На образце, приведенном на рис.5.27, видно как трещина, распространявшаяся в направлении, параллельном оси кристалла, огибает кристалл рубина вдоль его контакта с пустой породой, способствуя полному раскрытию кристаллов рубина. По этим причинам энергетическая оптимизация процесса дезинтеграции увязывается не столько с достижением минимальной энергоемкости, сколько с обеспечением условий для более продолжительного роста трещин при наименьших параметрах волны давления, а это, в свою очередь, обеспечит максимальное раскрытие и сохранность кристаллов драгоценных минералов. [c.245]

Отпуск заключается в нагреве закаленной стала до температур ниже Ас , выдержке при заданной температуре и последующем охлаждении с определенной скоростью. Отпуск является окончательной операцией термической обработки, в результате которой сталь получает требуемые механические свойства. Кроме того, отпуск полностью или частично устраняет внутренние напряжения, возникающие при закалке. Эти напряжения снимаются тем полнее, чем выше температура отпуска. Так, например, осевые напряжения в цилиндрическом образце из стали, содержащей 0,3 % С, в результате отпуска при 550 °С уменьшаются с 600 до 80 МПа. Так же сильно уменьшаются тангенциальные и радиальные напряжения. [c.215]

Тепловые механические напряжения. Характер и распределение по объему механических напряжений определяются способом нагрева и охлаждения кристалла. В нашем случае тепло поступает в кристалл не с его поверхности, а выделяется внутри объема и отводится с поверхности. Необычность условий нагрева определяет и необычность тепловых напряжений в кристалле. Для цилиндрической формы кристалла вектор напряжений имеет составляющие вдоль всех трех направлений цилиндрической системы координат г, 0, г, связанной с направлениями кристалла, радиусом поперечного сечения г (радиальная составляющая Ог), перпендикулярным к радиусу 0 (тангенциальная составляющая [c.39]

Рис. 24. Механические (а) и температурные (6) тангенциальные и суммарные (в) напряжения

На рис. 24, а показано радиальное распределение тангенциальных напряжений от центробежных сил для ротора (плоская деформация), найденных из уравнений, рассмотренных в разделе 1ПА. Радиальное распределение тангенциальных напряжений представлено на рис. 24, б. На рис. 24, в показано наложение температурных напряжений на механические, выполненное путем их сум-мирования в каждой точке. [c.102]

Однако в отличие от жидкости, у которой поверхностное натяжение можно измерить по приложенному извне тангенциальному усилию, в случае твердого тела поверхностное натяжение в значительной степени является гипотетическим, ибо нет никаких прямых методов его измерения и нет ни одного простого способа перевода вещества из объема твердого тела в поверхностный слой с помощью какого-либо обратимого механического процесса [476, 477]. Кроме того, в твердом теле невозможно отделить поверхностные напряжения от объемных [478]. [c.176]

Сравнение максимального тангенциального разрушающего напряжения (табл. 23.22), возникающего при внутреннем гидростатическом давлении в фарфоровой покрышке при температурах -J-20 и —60 °С, не выявило заметной разницы в механической прочности. [c.228]

Найденные с помощью тензометров относительные упругие механические деформации пересчитываются в соответствующие аксиальные и тангенциальные напряжения по формулам [c.182]

Таким образом, толщина стенки образца и возникающие в стенках тангенциальные растягивающие напряжения ускоряют обезуглероживание. При различных условиях испытания влияние этих факторов может быть различным, так как зависит от марки стали, ее механических и физических свойств, типа карбидной фазы и т. д. [c.76]

Сказанное хорошо согласуется с нашей гипотезой о том, что при почти равных или равных твердостях материалов инструмента и детали съем припуска осуществляется вследствие усталостного разрушения материала при многоцикловом на него воздействии. Созданию высоких контактных напряжений содействуют силы трения, высокие контактные температуры и значительное механическое (силовое) воздействие инструмента на деталь в нормальном и тангенциальном направлениях. При этом только незначительная часть затраченной энергии используется полезно, на снятие припуска. Авторами работы [19] установлено, что при шлифовании керамики затрачиваемая энергия расходуется на упругие деформации, на образование теплоты и на поверхностную энергию, в большей мере зависящую от модуля упругости, чем от микротвердости. [c.146]

Образцы для испытания на механические свойства и для определения остаточных тангенциальных и продольных напряжений отбирали от одних и тех же двух труб опытного пакета после каждой прокатки, волочения и отжига. Для определения тангенциальных напряжений вырезали кольца шириной Ь ммя затем разрезали их по образующей с последующим замером изменения диаметра. Продольные остаточные напряжения определяли по изменению прогиба полоски размером 250 х8, вырезанной из трубы. [c.188]

Некоторые аз исследованных металлов (сталь 50, сплав АЛ-19, хромоникелевые стали) не подвергались термической обработке после изготовления образцов. В этом случае для контроля остаточных напряжений от механической обработки из трубчатого образца были вырезаны кольца высотой около 10 мм. После тщательного обмера эти кольца разрезали по образующей и вновь обмеряли. Оказалось, что диаметр колец после разреза оставался фактически неизменным это свидетельствует об отсутствии Остаточных (тангенциальных) напряжений в образце. [c.304]

В некоторых случаях могут играть важную роль другие параметры состояния. Это зависит от вида системы и должно устанавливаться особо в каждом отдельном случае. Если, например, система представляет собой твердое тело, нахо-дяш,ееся в состоянии термодинамического равновесия, то, чтобы задать его состояние, не всегда достаточно указать температуру и давление. Макроскопическое описание его состояния в это.м случае требует указания механических напряжений в каждой точке тела. Только когда тангенциальные напряжения обращаются в нуль, этот бесконечный континуум переменных сводится к одной-единственной переменной — изотропному давлению Р. Однако это будет иметь место только в том случае, когда на поверхность тела действует нормальная и постоянная сила, например сила гидростатического давления, если тело погружено в жидкость или газ. Поскольку такая ситуация обычно и встречается в термодинамике, мы можем пользоваться уравнением состояния, записанным в простой форме (1.1). даже если система не является жидкостью. [c.14]

При изготовлении заготовки поршня из алюминиевого сплава путем прошивки в штампе, имеющем уклоны 5—6° для удобства извлечения поковки, часто образовывались долевые трещины (фиг. 16). Эти трещины получались в первый момент ковки благодаря наличию растягивающих тангенциальных напряжений, пока металл не соприкасался со стенками штампа. Уменьшение штамповочного уклона до 1—1,5° позволило изменить механическую схему деформации. Трещины больше не появлялись, так как уже при небольшой степени деформации металл соприкасался со стенками матрицы и при этом возникало резко выраженное объемное напряженное состояние всестороннего сжатия. Механическая схема деформации изменилась, и образование формы происходило теперь посредством истечения металла в полость между стенками матрицы и пуансоном. Удаление поковки производилось при помощи выталкивателя (фиг. 17). [c.59]

При нагружении трением в эксплуатации тонкие слои рабочих поверхностей находятся под многократным воздействием нормальных и тангенциальных напряжений и нагреваются до значительных температур. Особое значение в этих условиях имеют рабочие среды в зоне контакта. Естественно, что механические и физико-химические свойства тонких поверхностных слоев и основного металла резко отличаются. В качестве примера показан график изменения твердости по глубине для сечения вала двигателя, работающего при нормальных условиях граничного трения (рис. 5, а), и изменение твердости в сечении поверхностного слоя подшипника скольжения при развитии схватывания I рода (рис. 5, б). Отличия весьма [c.30]

Изучение поверхностей трения деталей машин, работающих в различных условиях эксплуатации, и большой опыт лабораторных исследований позволяют утверждать, что при всех нормальных условиях внешнего трения существуют защитные поверхностные структуры. Механические, физические и химические свойства этих структур обусловливают антифрикционность, износостойкость и фрикцион-ность трущихся узлов и сопряжений. Общим для защитных структур на поверхностях трения является их приспосабливаемость к условиям нагружения — высокое сопротивление нормальным напряжениям и легкость сдвига под действием тангенциальных усилий. В наиболее простом случае окислительного износа на поверхностях трения образуются пленки окислов различного состава и толщины, а также слои твердых растворов кислорода в металле и эвтектик разной степени насыщения. Окислы, образующиеся на тех или иных металлах, различны. Наряду с большим значением механических свойств пленок (твердости, прочности, хрупкости и др.) существенную роль играет прочность соединения пленок с основным металлом [20]. [c.48]

Отметим, что в отличие от гидродинамического квазиупругий граничный слой не создает условий механического разделения. Как и в случае трения несмазанных поверхностей, напряженное состояние поверхностных слоев металла при граничном трении характеризуется наличием нормальной и тангенциальной составляющих. Это напряженное состояние связано с механическими свойствами граничных слоев, обладающих истинной упругостью формы и описываемых законом Гука. Диаграммы упругости граничного слоя при сжатии и на сдвиг приведены в работе [22]. [c.182]

С внутренними напряжениями в наплавленном металле и с возможными пороками его структуры — наличием пор, окислов, микротрещин и др. Микротрещины особенно свойственны вибродуговой наплавке. Пороки структуры вызываются несоблюдением режимов наплавки, применением наплавочных материалов, не свойственных физико-механическим свойствам металла восстанавливаемой детали и др. Внутренние напряжения в наплавленном металле возникают при всех видах наплавки и различаются в основном не столько характером и знаком расположения по сечению наплавленного слоя,сколько их величиной. Рассмотрим для примера распределение внутренних напряжений по сечению металла, наплавленного проволокой Нп-2Х13, в среде углекислого газа. Исследовались все виды внутренних напряжений осевые, тангенциальные и радиальные. Как показало исследование, в наружных слоях наблюдаются осевые напряжения, достигающие максимального значения % тах = — 52 кгс/мм (—520 МПа), и тангенциальные Стттах = [c.249]

Для сравнительных лабораторных исследований коррозионной усталости сварных соединений труб и основного металла вырезали образцы размером 180Х38Х 10 мм из прямошовных (сталь 17ГС) и спирально-шовных (сталь 17Г2СФ) сварных труб диаметром 820 мм. Механические свойства и химический состав соответствовали ГОСТам и техническим условиям. Учитывая, что в реальных условиях эксплуатации концентраторы напряжений испытывают упруго-пластические деформации, тогда как остальное тело трубы деформируется упруго, т. е. в концентраторах имеет место жесткая схема нагружения, усталостные испытания проводили на машине с задаваемой амплитудой деформации (максимальная тангенциальная деформация 0,22 и 0,3% или интенсивность деформации 0,25 и 0,34% в наружных волокнах) чистым изгибом с частотой 50 циклов в минуту. Коррозионную среду подавали с помощью капельницы (для обогащения кислородом) или влажного тампона. [c.230]

При этом для материалов, отличающихся высокой степенью неоднородности структуры, преимущественное значение при оценке надежности будет иметь коэффициент однородности материала изделия. К числу таких материалов можно отнести орто-тропные стеклопластики, у которых степень неоднородности и стабильность физико-механических свойств материала обусловлена нарушениями ориентации стеклонаполнителя по отношению к основным конструктивным направлениям изделия (например, осевое и тангенциальное направление в цилиндрической оболочке), неравномерным распределением связующего и стеклонаполнителя в массиве изделия, различными дефектами (пористостью, недоотвержденностью стеклопластика, складками и т. д.). Поэтому решение, которое удовлетворит условие (3.16), можно получить, используя характеристики изменчивости значений предельного сопротивления материала изделия по отношению к значению действующего напряжения при котором наступает предельное состояние, т. е. условие надежности можно записать в виде X — (од. — Од) > О, тогда надежность изделия определится вероятностью этого условия а = Р (х > 0). [c.106]

С другой стороны, для механического зацепления тангенциальное напряжение среза на отдельных микроплощадках выражается формулой [c.123]

Анализ экспериментальных данных показал, что при образовании поверхности методом среза величина нормальных и ка сательных напряжений, действующих на металл, превышает предел текучести в 1,5—5 раз. При этом не только разрываются атомные связи в плоскости среза или в направлении сдвига слоя металла, но и происходит всесторонняя упруго-пластическая деформация. Поэтому вид, количество и размер поверхностных дефектов (величина выступов и впадин) после механической обработки зависят от соотношения пластической деформаций Ттах И напряжений хрупкости Отах. Специальными исследова- ниями было установлено, что если Ттах>сТтах, то более вероятна пластическая деформация, если 0тах >Ттах, происходит хрупкое разрушение материала. Поэтому в зависимости от вида и режима механической обработки (точения, фрезерования, шлифования) схема напряженного состояния материала может быть различной и, следовательно, будут изменяться текстура деформированных слоев металла, вид, размер и характер макро- п микрогеометрии поверхности (рис. 78, 79). В соответствии с современными представлениями, механизм образования поверхности кристаллических тел методом среза имеет свои особенности. Энергия кристаллов, находящихся на поверхности, превышает энергию кристаллов в объеме. Дело в том, что под воздействием тангенциальных напряжений поверхностный слой сжимается, а глубинные слои оказывают ему сопротивление. Поскольку поверхностный слой очень тонкий, во многих случаях он не выдерживает и разрывается. Кроме того, на вновь образованной поверхности имеются некомпенсированные химические связи, компенсация которых идет за счет адсорбции, образования плен и др. Вот почему поверхность, образованная механической обработкой, всегда имеет повышенное количество суб-микроскоппческих двумерных и точечных дефектов — вакансий, дислокаций, примесных атомов, микротрещин и др. (рис. 80, а). [c.117]

Необходимость развития теоретических исследований оболочек с несовершенным контактом слоев отмечена в параграфе 2 главы I. Выделим два различных типа задач. Первый — задачи анализа напряженного состояния слоистых оболочек со спаянными слоями при наличии отдельных зон несовершенного контакта слоев, возникаюш.его вследствие технологических дефектов или особенностей эксплуатации конструкции. гой проблеме посвящены многие работы, среди которых особо отметим [188, 201, 203]. Второй тип задач возникает при расчете оболочек, составленных из эквидистантных слоев, связанных между собой только на краях оболочки и взаимодействующ,их односторонне. Конструкции, включающие в качестве элементов эти оболочки, широко распространены в технике, например слоистые днища, сосуды, трубопроводы, сильфоны и т. д. Для таких оболочек характерно большое число слоев. Иногда внешние слои пакета отличаются от внутренних толщиной и механическими свойствами, возможно наличие зазоров между слоями. Слои, как правило, проскальзывают с треинем или свободно. Появление зон сцепления маловероятно, поскольку контактное давление между слоями невелико. В данной главе изложена теория, предназначенная для изучения именно таких оболочек. Условия контакта между слоями могут зависеть от коордииат и включают все виды несовершенного одностороннего контакта. Условия спайки слоев (в нормальном направлении на отрыв, в тангенциальном — на сдвпг) не рассматриваются. Поведение слоев подчинено одной из нелинейных теорий оболочек, одинаковой для всех слоев. Функции контактного давления между слоями исключены из числа неизвестных, аналогично тому, как это сделано в главах II и П1. Порядок разрешающей системы дифференциальных уравнений меньше или равен произведению числа слоев на порядок системы уравнений для слоя. [c.100]

При холодной объемной штамповке на матрицы действует внутреннее давление со стороны штампуемого металла. В матрице возникают тангенциальные, радиальные и осевые напряжения, которые можно рассчитать по формулам Ляме как для толстостенных цилиндрических оболочек. При максимальном эффективном отношении наружного диаметра к диаметру полости равном четырем цельная матрица может выдержать давление в 2 раза меньше, чем предел текучести ее материала (при = 2000 МПа, р = 100 МПа). Напряжения, возникающие в матрице при выдавливании, можно значительно уменьшить. Прочность матриц увеличивают напрессовкой на них бандажей с определенным натягом. В результате матрице сообщаются предварительные напряжения, по знаку противоположные напряжениям, возникающим при штамповке. По числу бандажей матрицы делят на одно- и многобандажные. Допустимые давления в случае однобяндажной матрицы определяются механическими свойствами материала бандажа и превышают предельно допустимое напряжение для этого материала приблизительно в 1,1 раза. Таким образом, например, при материала бандажа, равном 1350 МПа, и р = 1500 МПа применение двойного бандажирова-ния позволяет повысить допустимые давления до 2200 МПа. [c.171]

Рассчитаем тангенциальную силу Г, которую надо приложить к цилиндру, чтобы обеспечить его установившееся движение с постоянной скоростью по границе вязкоупругого полупространства (рис. 3.13). Предположим, что тангенциальные напряжения на площадке контакта пренебрежимо малы [тху = 0). Это позволяет изучить только механическую составляющую си-jjbi трения. Поскольку нормальные напряжения направлены к центру цилиндра, сила реакции F также направлена к центру цилиндра (см. рис. 3.13,о). Вычислим компоненты Tj, и Р силы реакции F в направлении осей Ох и Оу, соответственно. Поскольку длина площадки контакта I = а + Ь много меньше радиуса R цилиндра, справедливы соотношения [c.175]

Среднее разрушающее напряжение. Во многих статьях термин среднее разрушающее напряжение , или среднее тангенциальное напряжение применяют для корреляции механических характеристик материала с сопротивлением разрушению деталей роторных машин. С помощью этой величины невозможно оценить напряженное состояние, так как она является отношением центробежной силы к площади осевого сечения вращающейся детали. Для материала, свободного от дефектов и способного к перерас- [c.91]

Определение значения N связано d большими трудностями вследствие сложного распределения напряжений по сечению кольца и релаксационной природы механических свойств резины. Тангенциальные напряжения в зоне вьщавлива-ния кольца в зазор можно оценить по формуле [c.116]

Таким образом, комбинированная деформирующе-режущая обработка оказывает благоприятное воздействие на физико-механические свойства поверхностного слоя отверстий. Величину, знак и характер распределения тангенциальных остаточных напряжений в этом слое можно задавать, изменяя условия комбинированной обработки. [c.112]

Рассмотрим сущность механического метода применительно к прутку, полученному волочением. В протянутом прутке имеются продольные и тангенциальные растягивающие напряжения в периферийных слоях и сжимающие во внутренних. Если сточить или удалить травлением наружный слой небольшой толщины, то размеры прутка изменятся, длина увеличится. Это ясно из рассмотрения модели, приведенной на рис. 92. При высверливании внутренних частей прутка произойдет укорочение прутка. Зная начальные размеры прутка, площадь сечения удаленного слоя, модуль упругости, коэффициент Пуассона материала и замерив упругую деформацию прутка, можно определить величину и знак напряжения в удаленном слое по формулам, выведенным на основе теории упруго1ти. [c.205]

Экспериментальное исследование напряжений возможно с помощью механических тензометров (на камере обычно устанавливают один аксиальный и один тангенциальный тензометр) МЭИ и микротензодатчиков. Методика установки устройств и обработки материалов испытаний изложена в 11.5. Одновременно с измерением напряжений в коллекторе контролируют давление, температуру стенки по верхней и нижней образующим и ее изменение по толщине, расход пара. Результаты испытаний приводят в виде графика изменения всех контролируемых параметров во времени. Экспериментальные исследования выполняются для анализа причин повреждений коллекторов или с целью отработки безопасных условий останова или пуска головного котла. [c.267]

Осевые и тангенциальные напряжения в поверхностных слоях деталей определяют механическими методами, в основном путем последовательного стравливания говерхностных слоев с призматических стержней и колец толщиной 5—6 мм, вырезаемых из детали электроискровым или другим методом. [c.651]

Такое строение, называемое полосчатостью, влияет на механические свойства, главным образом на ударную вязкость она выше в продольном и ниже в поперечном направлении (по отношению к направлению течения металла при прокатке, ковке, штамповке). В меньшей степени подобная полосчатость влияет на пластичность (относительное удлинение и сужение). Прочность и твердость не зависят от полосчатости. Направление волокна в поковках должно совпадать с направлением наибольших напряжений, возни-каюш их в деталях при эксплуатации. Например, в поковках зубчатых колес требуется радиальное расположение волокон, в колесных бандажах и кольцах подшипников — тангенциальное. [c.81]

Дифференциал d u механической работы, приходящийся на единицу объема, для однородного напряженного состояния можно записать в виде суммы работы, совершенной силами, действующими в нормальном (работа объемного расширения) d(uv и тангенциальном (работа формоизменения) d nd направлениях к восьми октаэдрическим плоскостям, т. е. [c.69]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...