Механические свойства материалов при ударе

I 144. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МАТЕРИАЛОВ ПРИ УДАРЕ [c.648]

Однако, как отмечалось выше, механические свойства материалов при тех динамических нагрузках, которые вызывают быстро изменяющиеся напряжения и деформации (например, при ударе), существенно отличаются от свойств при статическом нагружении. Поэтому допускаемые напряжения и допускаемые деформации при расчете элементов конструкций, подверженных действию динамических нагрузок, в общем случае будут отличаться от допускаемых напряжений и деформаций при статических нагрузках. Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании деталей конструкций, испытывающих быстро нарастающие динамические напряжения и дефор.мации. Например, при линейном напряженном состоянии условия прочности и жесткости имеют вид [c.483]

Механич. характеристики изменяются с темп-рой Т Ц[ с повышением Т пластичность обычно увеличивается. Ре- акция большинства Т. т. зависит от темпа внеш. механич. Ш воздействия напр., Т. т., хрупкое при ударе, может выдер- 0Q жать значит, статич, нагрузку (см. Механические свойства материалов). [c.45]

Как упоминалось в главе И, напряжения и деформации, возникающие в теле под нагрузкой, зависят не только от величины нагрузки, но также и от характера изменения нагрузок во времени. Связано это с тем, что физическое состояние тела, достигаемое при сравнительно быстром приложении нагрузки, не является равновесным состоянием для микрообъемов, перегруппировка молекул и атомов из исходного состояния в окончательное, соответствующее равновесной конфигурации при данных внешних условиях, требует более или менее длительного времени, причем некоторые из этих переходных процессов протекают сравнительно медленно. Поэтому наиболее четко выраженной зависимости механических свойств материалов от времени можно ожидать в двух крайних случаях при очень быстром деформировании, когда возможно запаздывание даже наиболее быстро протекающих переходных процессов, и при длительном приложении нагрузки, когда проявляется действие разнообразных микроскопических и субмикроскопических механизмов. Поведение материалов при импульсивных нагрузках типа удара, взрыва, и т. п. будет рассмотрено в следующей главе. Здесь рассматриваются главным образом явления, протекающие в нагруженном теле в течение более или менее длительного времени. [c.223]

Критериями подобия (25.62) —(25.64) следует пользоваться при моделировании таких явлений, как, например, термическая усталость (при напряжениях, меньших предела упругости), термический удар и т. п. При этом необходимо отметить, что практическое осуществление подобия (выбор масштабов моделирования) может привести в отдельных случаях к противоречивым требованиям для физико-механических свойств материалов модели и натуры или к таким особым условиям проведения эксперимента, которые не могут быть реализованы на практике. [c.305]

Нормальное использование изделия в большой степени зависит от механических свойств материалов их прочности на растяжение, сжатие, изгиб, удар, твердости или эластичности. В ряде случаев к изделиям, а следовательно, в известной степени и к материалам предъявляются требования вибропрочности при различных амплитудах и частотах колебаний. Для деталей, в которых имеется сопряжение разных материалов, большое значение имеют температурные коэффициенты линейного расширения. [c.97]

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]

Расчет сооружений на динамическую нагрузку гораздо сложнее, чем на статическую. Сложность расчета определяется не только методами определения напряжений и перемещений, но и методами определения механических свойств материалов. Многие материалы, которые при статическом нагружении оказывались пластичными, при ударе работают как хрупкие. При действии многократно повторяющейся переменной нагрузки прочность материалов резко снижается. [c.286]

В табл. 14 приведены три варианта масштабных коэффициентов перехода от модели к натуре для параметров режима удара, полученные при различных начальных условиях. Многообразие параметров, влияющих на процесс теплообразования при ударе, не дает возможности учесть масштабные коэффициенты для всех параметров. Особенные трудности возникают при учете масштабных коэффициентов перехода параметров, характеризующих физико-механические свойства контактирующих материалов. Модельные и натурные испытания для настоящей работы проводили на одинаковых материалах (сталь 45, закалка, средний отпуск, HR 38—42), поэтому учет тепло-физико-механических свойств модели и натуры нецелесообразен ввиду их автомодельности. Точность моделирования может снизиться, но эксперименты показали, что она достаточна. [c.154]

В реальных паросиловых установках этот эффект от повышения начальных параметров оказывается ослабленным. Так, в турбинах с конденсационной частью повышение начального давления увеличивает конечную влажность пара, что не только сильно снижает т, , но и приводит к недопустимой эрозии лопаток (т. е. к механическому износу от ударов каплями воды). Это обстоятельство делает невозможным увеличение давления свежего пара без одновременного повышения его температуры. Экономия от повышения начальной температуры особенно ощутительна, если учесть изменение конечной влажности пара, так как при этом увеличивается не только т] , но и т]/. В общей сложности эффект от повышения перегрева пара получается весьма благоприятным, и практический предел повышению начальной температуры ставят только свойства материалов, применяемых в котло- [c.164]

Выбор материалов для изготовления деталей гидромашин основывается на ряде положений, при этом некоторые из них находятся в определенном противоречии друг с другом. Так, механические свойства материала должны обеспечивать прочность детали не только в условиях нормальной эксплуатации, но и при особых режимах, возможных в работе (например, при гидравлическом ударе). [c.161]

Настоящий обзор подтверждает, что композиционные материалы, состоящие из жаропрочного сплава и тугоплавкой проволоки, характеризуются достаточно высокими значениями прочности и сопротивлением удару, что обусловливает значительные потенциальные возмон иости их использования для усовершенствованных лопаток газовых турбин. Полученные данные также указывают на потенциальную возможность увеличения рабочих температур материалов лопаток турбин до 1200° С и выше. Однако до сих пор получено небольшое число данных по окислению, эрозии и сопротивлению термической и механической усталости композиционных материалов. Необходимы дополнительные испытания для определения служебных характеристик композиций жаропрочный сплав — тугоплавкая проволока при всех условиях воздействия среды и нагружения. Легко воспроизводимые хорошие механические свойства и высокие потенциальные возможности увеличения долговечности работы турбин обосновывают необходимость дальнейших работ по всесторонней оценке свойств этих материалов. Может быть сделан ряд выводов, [c.273]

Процесс измельчения можно представить как работу внешних сил, направленную на преодоление внутренних сил, которыми определяется большая или меньшая прочность твердого тела. В процессе измельчения происходит уменьшение кусков материала в результате механических воздействий различных сил раздавливания, раскалывания, истирания или удара. Как правило, при дроблении используется комбинация прилагаемых сил, характер которых определяется свойствами углеродистого материала. Так, для твердых и хрупких материалов эффективны удар или раздавливание, для вязких - раздавливание вместе с истиранием для крупных кусков - раздавливание, для кусков средней величины - удар или раздавливание, для тонких материалов — истирание вместе с ударом и раздавливанием. [c.45]

Заходил на наши собрания и директор Института Андрей Григорьевич Гагарин. Это был милейший человек, ничего высокомерного в его обращении с нами, начинающими преподавателями, не было. А. Г. Гагарин интересовался вопросами испытания механических свойств строительных материалов. В нашей лаборатории стояла машина для испытания металлов, изобретенная и сконструированная им самим ). За нее он получил золотую медаль на Парижской всемирной выставке (1900). А. Г. Гагарин был прирожденным изобретателем, и в описываемое время занимался конструированием прибора для записи деформаций при ударе. Позднее этот прибор и относящаяся к нему теория были представлены А. Г. Гагариным в качестве диссертации для получения ученой степени адъюнкта института ). [c.679]

К естественным каменным материалам, применяемым для дорожного строительства (бут, гравий, брусчатка и т. п.), для стен и облицовки зданий (гранит, кварцит, вулканический туф и т. п.), для гидротехнических сооружений (гранит, мрамор и т. п.), предъявляются в зависимости от назначения те или иные требования. Из механических свойств при лабораторных испытаниях определяются прочность при сжатии, ударе, износе и истирании. Кроме того, иногда определяют твердость камней. [c.398]

Жаростойкие покрытия требуются для защиты поверхности ракет, внутренней поверхности камер сгорания, реактивных сопел и т. п. Керамика по механическим свойствам и вибростойкости не отвечает требованиям реактивной и ракетной техники. Однако при использовании ее в виде покрытий основную нагрузку несет защищаемый конструкционный материал от покрытия же требуется высокая ударная вязкость, стойкость к эрозионному износу, тепловым ударам, химическая стойкость при высоких температурах, близость коэффициентов термического расширения материалов покрытия и конструкции. [c.645]

Взрывчатыми веш,ествами (в. в.) называют химические соединения или механические смеси, которые при определенных внешних воздействиях способны мгновенно разла аться и образовывать большое количество горячих газов. На этом свойстве в. в. основан механизм взрыва, сопровождаемый сильным звуком и мгновенным выделением мощной энергии, способной произвести механическую работу. При взрыве в месте расположения в. в. в ничтожно короткий срок развивается такое высокое давление, что под его воздействием, как от резкого удара, разрушается окружающая среда металл и другие материалы. Химические реакции, протекающие в момент взрыва, подобны реакциям при горении в основном происходит соединение кислорода с углеродом и водородом, в результате чего образуется окись углерода (угарный газ) и вода. [c.374]

Указанное разделение материалов является не вполне строгим и в значительной степени условным многие материалы вообще не могут быть отнесены ни к одной из этих трех групп, обладая промежуточными свойствами. Необходимо также иметь в виду, что механические свойства многих материалов существенно зависят от температуры. При достаточно низкой температуре практически все материалы становятся хрупкими так, при температуре жидкого воздуха каучук настолько хрупок, что при ударе разбивается на мелкие куски. Наоборот, при нагреве до достаточно высокой температуры стекло становится настолько пластичным, что из него можно формовать различные изделия. [c.221]

Классификация основных свойств строительных материалов. Механические свойства 1) прочность — свойство материалов не разрушаться под влиянием внешних механич. воздействий, 2) твердость — способность материала противостоять проникновению в него постороннего тела, 3) хрупкость — способность материала разрушаться от удара, 4) истираемость — способность материала изменять свои размеры и вес при трении его о другой материал. [c.218]

Интенсивные исследования и разработка жаропрочных материалов были начаты в середине сороковых годов. В это время и в начале пятидесятых годов были разработаны никелевые и кобальтовые сплавы, которые выдерживают температуры высокоскоростных газовых потоков до 800° С. Как попытка найти компромисс между плохими высокотемпературными свойствами металлов и низкими механическими свойствами керамики были разработаны керметы. Когда необходимы материалы, работающие при температурах, превышающих 1370° С, обращаются к керметам, представляющим собой смеси металлов и керамик. Они более устойчивы к окислению, чем большинство металлов, но хрупки и чувствительны к тепловым и механическим ударам короче, свойства их близки к свойствам керамики. [c.144]

Часто различные образцы металлов и сплавов испытывают на сжатие, кручение, срез, изгиб, удар и т. д. Испытания образцов материала на растяжение, кручение и т. д. и построение при этом диаграмм деформация— напряжение обязательно связано с разрушением образцов. Очень часто образцы нельзя разрушать испытанием, так как нужно определить механические свойства заготовок или готовых изделий. В этом случае и, кроме того, для ускорения прочностных испытаний можно получить представление о механических свойствах материалов путем определения их сопротивляемости местной деформации, которые принято называть твердостью материалов. Такая деформация создается вдавливанием в испытуемый образец практически недефор-мируемого тела определенной формы, обычно шарика или алмазной пирамиды под определенной нагрузкой. Испытания на твердость проводятся быстро и не требуют изготовления сложных образцов. Наиболее распространенный метод измерения твердости — способ ее определения по площади отпечатка, который остается после вдавливания в испытуемый материал закаленного стального шарика диаметром от 2,5 до 10 мм при определенной нагрузке (от 62,5 кг до 3000 кг). Этот метод определения твердости называется методом Бринеля. [c.138]

Прямой удар, угол атаки а = 90°. В зависимости от массы частиц, скорости их падения, свойств абразива и физико-механических свойств материала детали может возникать упругая деформация, пластическая деформация, хрупкое разрушение, перенаклеп с отделением материала в виде чешуек. Установлено, что в этих условиях наиболь-П1ей износостойкостью при твердости абразивных частиц равной и выше твердости кварца и скорости потока около 100 м/с обладают резина и спеченные материалы, весьма малой износостойкостью -базальт и стекло. Износостойкости углеродистых и инструментальных сталей примерно одинаковы. [c.127]

Нерви [19, 20] показал, что при высоком массовом содержании упрочнителя и его равномерном распределении можно получить водонепроницаемый однородный материал с механическими свойствами, отличными от свойств бетона, упрочненного обычным способом, обладающий высоким уровнем упругости и сопротивлением растрескиванию. Нерви провел ударные испытания железобетонных плит толщиной до 6,3 см. Результаты показали, что при ударах появляются только трещины в цементе и происходит деформация упрочнителя, но не образуется отверстий. Были проведены испытания с целью установления оптимального соотношения между размером ячеек стальной сетки и составом раствора для по.лучения максимальной податливости материала без растрескивания. В 1943 г. Итальянское военно-морское ведомство утвердило железобетон в качестве материала для корпусов. После второй мировой войны в Италии из железобетона были построены различные суда, в том числе и 165-тонная моторная яхта и 12-метровое двухмачтовое судно, которые функционируют и в настоящее время. Из-за консерватизма в судостроительной промышленности железобетоны широко не использовались в качестве строительного материала для изготовления корпусов вплоть до 1959 г., когда они снова были применены в Великобритании для изготовления корпусов прогулочных лодок. При этом был несколько изменен состав материала, что обусловило интерес к этому материалу со стороны новозеландских фирм и некоторых других стран. До настоящего времени применение железобетонов как материалов для строительства судов ограничивалось в основном корпусами из-за того, что изготовители должны были иметь собственные упрочняющие системы, разработанные технологические процессы изготовления и замешивания бетона. Информация по железобетонам и их применению была недостаточна. [c.256]

Исследования физико-механпческих свойств полимерных материалов включают в себя испытания на адгезию, водопроницаемость, эластичность и прочность покрытий на удар. В процессе испытаний было в частности установлено, что фи-зико-механические свойства покрытий улучшаются при их -армировании. [c.175]

Ультразвуковыми называют большую группу процессов и операций разнообразного назначения, осуществляемых с механическими упругими колебаниями частотой выше 16—18 кГц. В одних процессах ультразвуковые колебания используют для передачи в зону обработки необходимого количества энергии (размерная ультразвуковая обработка твердых материалов), в других служат средством интенсификации химических и электрохимических процессов. Ультразвуковая размерная обработка — это направленное разрушение твердых и хрупких материалов при помощи мельчайших зерен абразивного порошка, вводимых в виде суспензии в зазор между торцом инструмента и заготовкой, колеблющихся с ультразвуковой частотой. Под ударами зерен абразива скалываются мелкие частицы материала с поверхности заготовки. Обрабатываемая площадь и наибольшая глубина обработки зависят от сечения и свойств магни-тострикционного материала, из которого изготовлен двигатель-преобразователь. [c.295]

Фитильные материалы, применяемые в узлах подпитки подшипников маслом, служат для удержания резервного запаса жидкого приборного масла в негерметичном объеме подпиточного узла. Масло удерживается в подпиточном узле при любом расположении его в пространстве за счет капиллярных сил, превышающих силу тяжести масла. При выборе материала фитиля учитывают условия эксплуатации изделий диапазон рабочих температур, атмосферное давление, внешние механические воздействия (ускорения, удары, вибрацию) и устойчивость к воздействию специальных факторов. В этих условиях эксплуатации фитиль1рлп материал должен сохранять свои капиллярные и механические свойства на протяжении заданного ресурса работы изделий. В качестве фитильных материалов используют капиллярно-пористые материалы различного назначения (например, тепло- и звукоза-щитные, электроизоляционные, фильтровальные и др.), не изменяющие своих размеров, формы, механических и капилярных свойств при эксплуатации в заданных условиях (табл. 14.12, 14.13). Удерживающая,способность фитильных материалов масла (нли их маслоемкость) в подпиточных узлах зависит как от конструкции подпиточного узла, так и от воздействия климатических и механических факторов. Из климатических факторов наиболее существенное влияние оказывает температура, из механических линейное ускорение. Дозирование масла для каждого конкретного конструктивного варианта подпиточного узла необходимо производить, основываясь на результатах его испы- [c.761]

В монографии обобщены литературные данные и собственные экспериментальные и теоретические результаты авторов в области упруго-пластических, прочностных и кинетических свойств материалов различных классов при ударно-волновом нагружении, приведены необходимые сведения из механики сплошных сред, обсуждается современная техника экспериментов. Суммированы результаты экспериментальных исследований и расчетные модели вязко-упруго-нластической деформации и разрушения материалов различных luia oB, включая металлы и сплавы, хрупкие керамики и горные породы, монокристаллы и стекла, полимеры и эластомеры, в ударных волнах. Представлено несколько наиболее важных примеров полиморфных превращений веществ в ударных волнах. Анализируется механический эф кт взаимодействия импульсов лазерного и корпускулярного излучения с веществом. Представлен обзор уравнений состояния и кинетики разложения взрывчатых веществ в ударных и детонационных волнах. Подбор и изложение материала ориентированы на расчетное прогнозирование действия взрыва, высокоскоростного удара, импульсных лазерных и корпускулярных пучков. В мо1юграфию включены сведения справочного характера. [c.1]

Благодаря физико-механическим свойствам твердых сплавов Т5К12В, ТТ7К12 и ТТ7К15 оснащенный ими инструмент может применяться при точении стали с ударами и по корке, при наличии в обрабатываемом материале песка, раковин, шлака и различных неметаллических включений. Его можно использовать для всех видов строгания и чернового фрезерования сталей, а также на многорезцовых станках, полуавтоматах и автоматах. [c.42]

Механические свойства Д., характеризующие ее способность сопротивляться механич. воздействиям, м б. под[1азделены на 1) крепость, или способность сопротивляться разрушению от действия механических усилий -) упругость, или способность принимать первоначальную форму и размеры после прекращения действия сил 3) ж е с т к о с т ь, или способность сопротивляться деформированию 4) твердость, или способность сопротивляться внедрению другого твердог о тела (для большинства методов ее определения). Свойства, определяющие низкую степень перечисленных основны.х свойств, или иначе обратные и.м, м. б. соответственно названы слабость, пластичность, податлив о с т ь и мягкость. Первые три свойства могут проявляться при разных видах напряжений, из которых простыми видами являются растяжение, сжатие и сдвиг (скалывание) изгиб и кручение заключают в себе у ке нек-рый комплекс простых видов напрягкений. По характеру действия сил различают нагрузки статические при плавном медленном действии сил и дина м и ч е с к и е при действии сил со значительной ско])остью в момент соприкосновения с тч лом (удар) или со значительным ускорением. Динамич. нагрузки прп испытании материалов м. б. однократные ударные, при к-рых тело разрушается от одного удара, и вибрационные, вызывающие разрушение при многократном возде11ствии динамич. нагрузок, с ударом или без него, но с большим ускорением. Крепость ири ударной нагрузке иногда называется в п з к о с т ь ю, а крепость при вибрационной нагрузке получила название вынос л и в о с т и. Кроме перечисленных видов действия внешних сил нужно отличать еще случай весьма длительного действия статич. нагрузки, а также силы трения, вызывающие медленное разрушение (истирание) и характеризуемые величиной изнашивания. Так как Д. является материалом анизотропным, то при характеристике действия сил на нее необходимо указывать еще их направление по отношению к направлению волокон (вдоль и поперек волокон) и годовых слоев (радиальное и тангентальное направление). Механич. свойства Д. определяются путем механич. испытаний ее в большинстве случаев на малых чистых (без пороков) образцах. Получаемые в результатах таких испытаний цифры характеризуют Д. с точки зрения ее доброкачественности, но не всегда могут [c.102]

Тем не менее, очень серьезные разрушения могут наблюдаться и для химически стойких материалов, как бакелит и стекло, при ударах пузырьков пара низкого давления (вакуумные пустоты), которые образуются в точках низкого гидродинамического давления. Если материалом, на который действуют вакуумные пустоты, является металл, то наряду с чисто механическим действием гидравлического удара (вызываемого давлением воды в момент их разрушения) имеет место и химическое действие, вследствие затруднения самоторможения процессов коррозии, как указано на стр. 603, В зависимости от условий может преобладать либо разрущение, вызываемое гидравлическим ударом, либо разрушение, вызываемое химическим воздействием. Лабораторные испытания Галлера 1 и Гонзакера проводились в таких условиях, где механические свойства в основном определяют сопротивление разрушению. Гонзакер обращал особое внимание на механический характер разрушения. Но в условиях эксплоатации имеют место различные случаи. Бонди и Зельнер сообщают [c.625]

Мягкая резина обладает высокой эластичностью, позволяющей выдерживать без разрушения значительные деформации, недопустимые для других материалов, способностью смягчать удары, противостоять истиранию и переносить многократные повторные деформации. Коэффициент расширения мягкой резины весьма значителен, но вследствие эластичности она не изменяет формы и не дает трещин при повышении температуры. Коррозионные среды в связи с высокой химической стойкостью мягкой резинг лишь в незначительной степени изменяют ее механические свойства. [c.471]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...