Свойства напряжений поверхностных сия

СВОЙСТВА НАПРЯЖЕНИЙ ПОВЕРХНОСТНЫХ СИЛ [c.58]

Исследовательские испытания на износ включают обычно металлографические исследования тонких поверхностных слоев для оценки структурных превращений под влиянием сил трения и тепла Б зоне контакта. При этом применяются специальные приемы, например метод косого среза, для выявления переходных зон поверхностного слоя. Исследуется также микротвердость структурных составляющих, механические характеристики материала, его теплофизические свойства, геометрия поверхностного слоя (шероховатость, волнистость), его напряженное состояние и другие характеристики. [c.488]

Одним из методов оценки степени взаимодействия покрытия с титановым сплавом и изменения свойств в поверхностных слоях металла является метод измерения микротвердости. На рис. 2, а показан характер изменения микротвердости в поверхностных слоях металла после испытания образцов по II режиму. Уровнем напряжения задавалась различная скорость ползучести на установившемся участке. Видно, что характер распределения прироста микротвердости в слоях, достаточно удаленных от поверхности раздела металл—покрытие, не изменяется и лишь на глубине порядка 20 мкм отличается на 20—25%. [c.209]

Общая картина напряженного состояния поверхностного слоя будет представлять собой результат суммарного воздействия напряжений, возникающих вследствие кристаллизации и фазовых превращений. Последние, налагаясь на тепловые, могут иногда уменьшать их, а иногда и увеличивать. Если в результате суммарного действия температурного и структурного факторов произойдет уменьшение объема оплавленного поверхностного слоя, то участки сплава, расположенные глубже, будут препятствовать этому. В результате в затвердевшем поверхностном слое возникают растягивающие напряжения. Увеличение же объема оплавленного слоя при его охлаждении приводит к тому, что у поверхности возникают сжимающие напряжения. Из этого следует, что величина и глубина распространения остаточных напряжений в поверхностном слое, очевидно, зависят от параметров импульсов, свойств обрабатываемого материала и физико-химических свойств оплавленного поверхностного слоя. [c.557]

Задержку развития трещин малоцикловой усталости в результате ППД наблюдали также при испытаниях образцов с концентраторами напряжений из титанового а-сплава (Ов = = 816...830 МПа = 715...725 МПа = 26% 6 = 9,6%) с различно обработанной поверхностью [10]. Особенно эффективно использование поверхностного наклепа для упрочнения деталей из этого сплава после поверхностного оксидирования. Этот процесс создает на поверхности детали тонкий хрупкий слой, растрескивающийся при довольно низких напряжениях. Поверхностный наклей, тормозящий рост трещин малоцикловой усталости, нейтрализует как действие геометрического концентратора напряжений, так и растрескивание поверхностного оксидированного слоя. При применении ППД для увеличения сопротивления циклическим нагрузкам титана и его сплавов особенно наглядно проявляется эффект остаточных напряжений сжатия, так как в этом случае механические свойства материала в результате наклепа практически не изменяются [2]. [c.168]

Механизм образования поверхностного слоя в процессе механической обработки. Физическое состояние (структура, свойства) и напряженность поверхностного слоя детали в основном являются следствием упруго-пластической деформации и местного нагрева, возникающих в зоне резания. [c.48]

Повышения магнитных свойств (прежде всего, уменьшения магнитных потерь) электротехнических сталей можно добиться путем формирования особого состояния поверхностного слоя. Для этого используют специальные покрытия, создающие улучшающее магнитные свойства напряженное состояние в поверхностных слоях материала. Применяют лазерную и электроннолучевую обработку. [c.544]

Поверхностные силы, действующие на некоторую замкнутую область материальной плоскости (площадки) внутри материала, наделяются следующими свойствами вещество по одну сторону площадки воздействует на вещество по другую ее сторону с силой, пропорциональной площади выбранной области в пределе, когда эта площадь стремится к нулю. В свою очередь вещество по другую сторону площадки (так как действие и противодействие, согласно третьему закону Ньютона, должны быть равны и противоположны) оказывает равное и противоположно направленное силовое воздействие (которое поэтому обладает отмеченным предельным свойством) на часть материала, находящегося с одной стороны площадки. Таким образом, отношение поверхностной силы к площади стремится к конечному пределу при стягивании площадки к нулю. Этот предел —век тор, называемый напряжением поверхностной силы [c.73]

Возможно, наиболее интересным и важным свойством рассматриваемого упругого тела является отличие от нуля одной из разностей нормальных компонент напряжения (4.24). Из (4.24), согласно правилу знаков для компонент напряжения, следует появление в материале растягивающего усилия вдоль линий сдвига , т. е. на плоскостях, нормальных к линиям сдвига, действует растягивающая нормальная составляющая напряжения поверхностной силы При этом нормальная компонента напряжения на сдвигающих плоскостях выбирается (произвольно) как определяющая характерный уровень давления, что связано с требованием положительности модуля сдвига (Хо Для любого реального материала. Так как рц — Р22 зависит от квадрата s, то изменение направления сдвига не повлияет на величину (и знак) разности рц — Р22. Этот же результат следует из симметрии сдвига. [c.110]

При применении указанных методов свойства металла поверхностного слоя изменяются (происходит упрочнение металла поверхностного слоя) кроме того, в детали создаются остаточные напряжения, которые в поверхностном слое — обычно сжимающие. Обе указанные причины резко повышают ресурс (иногда в десятки раз) и пределы выносливости (в ряде случаев до 2—3 раз и более). [c.478]

Для того чтобы лучше уяснить себе природу нормальных напряжений, рассмотрим жидкость в условиях покоя. Важнейшим свойством жидкостей и газов является то, что касательные напряжения появляются в них только при движении, когда одни части жидкости или газа перемещаются относительно других. В условиях покоя касательные напряжения в жидкости или газе равны нулю. Напряжение поверхностной силы в каждой точке направлено в этом случае по нормали к той площадке, на которую оно действует ). [c.32]

Коэффициент Рт (рис. 6) отражает влияние шероховатости. Предполагается, что остаточные напряжения и механические свойства в поверхностном слое при различном состоянии поверхности не отличаются существенно между собой. [c.603]

В процессе работы дискового тормоза вследствие неравномерности нагрева металлического диска по глубине и в радиальном направлении возникает его коробление, приводящее к тому, что диск приобретает форму тарелки. Это коробление, в свою очередь, приводит к увеличению неравномерности распределения давлений по поверхности трения, к еще большей неравномерности распределения температур и к увеличенному износу фрикционного материала. На коробление дисков оказывают существенное влияние физико-механические свойства фрикционных накладок. Так, чем ниже твердость накладок, тем они лучше приспосабливаются к микро- и макронеровностям контртела, обеспечивая большую суммарную площадь фактического контакта. При этом тепловые потоки, возникающие при торможении, распределяются более равномерно и на большей площади, что снижает уровни тепловой напряженности поверхностных слоев диска и уменьшает его коробление. [c.244]

Покровные лаки служат для образования механически прочной, гладкой, блестящей, влагостойкой пленки на поверхности лакируемых предметов. Нередко этими лаками покрывают твердую пористую изоляцию, предварительно уже подвергнутую пропитке это имеет целью дальнейшее повышение свойств твердой изоляции (в частности, увеличение поверхностного электросопротивления и напряжения поверхностного разряда усиление защиты изоляции от действия влаги, растворяющих или химически активных веществ и от приставания пыли и грязи улучшение внешнего вида). [c.163]

Влияние состояния поверхности и свойств поверхностного слоя деталей машин на их выносливость. Роль поверхностных слоев обусловлена тем, что в большинстве случаев первичные усталостные трещины возникают на поверхности. Этому способствуют а) наличие на поверхности концентраторов напряжений, в том числе и таких, которые образуются в процессе обработки (например, микронеровности), по эксплуатационным и другим причинам б) специфические свойства поверхностного слоя, который является граничным и содержит разрушенные, а следовательно, ослабленные (по прочности) кристаллические зерна в) воздействие внешней среды г) более высокая напряженность поверхностных слоев при основных видах нагружения (изгиб, кручение). [c.27]

Понятие о качестве поверхности включает данные о геометрии поверхности, характеристиках механических, физических и химических свойств тонких поверхностных слоев и напряжениях в них. [c.24]

Качество поверхности деталей машин определяется, кроме геометрических характеристик, механическими, физическими и химическими свойствами тонких поверхностных слоев и их напряженным состоянием. Эти слои, толщина которых находится в пределах от десятков ангстрем до сотых и десятых долей миллиметра, характеризуются, как правило, иной структурой и свойствами, [c.29]

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]

При переходе от рабочего к остаточному состоянию поверхности ее геометрические характеристики остаются без заметных изменений. Существенно меняются свойства тонких поверхностных слоев. Это вызвано уменьшением температуры в поверхностных объемах при снятии нагрузки. Резко изменяются также напряжения в поверхностных слоях. [c.58]

Задача повышения качества может быть решена путем установления зависимостей между методами и режимами шлифования и формированием свойств поверхностного слоя при обработке. Установлено, что усталостная и длительная прочность деталей находятся в зависимости от свойств тончайших поверхностных слоев. В результате силового, теплового и химического воздействия при шлифовании в поверхностных слоях деталей формируются остаточные напряжения сжатия или рас- [c.122]

Необходимо уметь получать определенные значения механических свойств. Для этого разработаны целые комплексы механических испытаний, которые охватывают всю совокупность возможных механических воздействий на материал (поскольку твердое тело по-разному реагирует на деформацию и напряжения поверхностных и объемных слоев), на неравномерность распределения деформаций и напряжений по объему, на скорость и цикличность приложения нагрузок и т.п. Поэтому конструктор должен уметь правильно задать необходимые в каждом конкретном случае механические свойства и их значения. [c.138]

При определении р твердого диэлектрика может произойти пробой по поверхности — перекрытие образца, т. е. поверхностный пробой (рис. 5.27). В этом случае пробиваются воздух или жидкость, окружающие образец твердого диэлектрика. Напряжение поверхностного перекрытия зависит от свойств твердого диэлектрика, формы образца, электредов и закономерности пробоя окружающей среды. [c.167]

Р, в. широко используются во всех областях науки я техники. Напр., низкочастотные (10 —10 Гц) Р. в. применяют в сейсмологии для регистрации землетрясений и в сейсморазведке. В У 3-диапазоне частот Р. в, используются для всестороннего контроля поверхностного слоя образца исследования характеристик поверхностного слоя, выявления поверхностных иоколо-поверхностных дефектов (см. Дефектоскопия), определения остаточных напряжений поверхностного слоя металла, термнч. и механич. свойств поверхностного слоя образца. Гиперзвуковые (10 —10 Гц) р. а, широко используются в акустоэлектронике при создании преобразователей электрич. сигналов, ультра- и гиперзвуковых линий задержки, усилителей эл.-магн. колебаний и систем для обработки информации, [c.404]

Если на поверхности металла течение облегчено, то следует ожидать, что чем тоньше образец, тем больше на его пластическом течении будет сказываться влияние поверхностного слоя. В самом деле, в работе 13171 установлено, что при сжатии, изгибе и кручении труб из низкоуглеродистой стали с уменьшением толщины стенки предел текучести снижается. Авторы этого исследования пришли к выводу, что поверхностный слой в низкоуглеродистой стали имеет предел текучести на 25 % меньше, чем основной металл при однородном распределении напряжений. В этом плане интересны также результаты работы 12821, где испытывали на растяжение образцы различной толщины (от 0,045 до 1,840 мм) из чистых поликристаллов алюминия, меди и железа. Предел текучести самых тонких образцов составлял всего 20 % величины, наблюдаемой цля толстых образцов. Это явление связывается с тем, что зерна на поверхности находятся в напряженном состоянии, отличном от такового для зерен внутри образца. Вместе с тем аналогичные результаты были получены и на монокристаллах. В работе 13] есть подробный обзор iio данной проблеме. Выводы, к которым пришел автор этой работы в результате анализа существующих экспериментальных данных, позволяют выделить три основных случая механические свойства поверхностного слоя выше, равны и ниже, чем у материала в середине образца. Выводы противоречивы. По-видимому, это связано с разнообразием исследованных материалов и методик. Тем не менее прямых механических методов измерения свойств поверхностного слоя материала предложено не было. Однако, как уже было отмечерю, для оценки предела выносливости и условий нераспространения коротких трещин важно знать свойства именно поверхностных слоев. [c.96]

Данный метод применим лишь к зонам кругового сечения, т. е. к буртикам валов, к зонам прессовой посадки железнодорожных осей и т. д. Обширные исследования усталостных свойств больших обкатанных деталей проводились Хорджером и его коллегами в течение многих лет. Они пришли к заключению, что увеличение усталостной прочности в основном происходит при повышении сжимающих напряжений и увеличении твердости поверхностного слоя. Полезное воздействие средних сжимающих напряжений находится в соответствии с тенденциями, отраженными в усталостных диаграммах для гладких деталей в которых при данном сроке службы среднее слсимаю-шее напряжение допускает большие знакопеременные напряжения. Поверхностные напряжения могут достигать значений 56,2—70,3 кГ мм , при этом наибольшему давлению ролика соответствуют наибольшие напряжения и твердость [996], а следовательно, и максимальное увеличение усталостной прочности. Хорджер [131] доказал, что в одном случае механическое упрочнение поверхности увеличило твердость по Виккерсу от 180 до 240. [c.377]

Очевидным образом, решение можно распространить и на случай, когда неоднородны все граничные условия на всех краях у/, а также на случай, когда иа оболочку действуют внешние поверхностные силы и уравнерие (П. 14.1) становится неоднородным. Это значит, что, изучив математические свойства решения краевой задачи (П. 14.1), (П. 14.3), мы сможем судить о свойствах напряженно-деформированного состояния оболочки, вызванного краевыми вли поверхностными воздействиями практически любого вида. [c.497]

Высокотемпературная термомеханическая обработка поверхностных слоев (ВТМПО) после предварительной термической обработки деталей значительно повышает их сопротивление контактно-усталостным нагрузкам, а также обеспечивает улучшение износостойкости. В результате ВТМПО в наиболее напряженных поверхностных слоях детали достигается оптимальное сочетание прочности и пластичности, возникает благоприятное распределение остаточиых напряжений. Получаемое в результате ВТМПО сочетание свойств поверхностных слоев едва ли достижимо при других известных способах упрочнения. [c.393]

Представление механизма технологического наследования становится более удобным с помощью систем уравнений. Это тем более оправдано, что можно использовать ЭВМ, так как число параметров, участвующих в процессе технологического наследования, во многих случаях оказывается очень большим. Допустим, что нумерация свойств заготовок и деталей соответствует данным табл. 31, которая отражает мнение технолога. Для более сложных случаев технологического наследования индексы передачи могут состоять из четырех цифр. Так, передача К20Ы означает, что форма (2) сечения заготовки (0) на операции (1) определяется напряжениями поверхностных слоев [c.128]

А л е к с е е в П. Г. Устойчивость остаточных напряжений и их влияние на износостойкость деталей, упрочненных наклепом.—В кн. Повышение эксплуатационных свойств деталей поверхностным пластическим деформированием, I. МДНТП, М., 1971, с. 28—34. [c.176]

Редуцирование, или формообразование, деталей методом обжатия или вытягивания заготовок является прогрессивным методом обработки, обеапечивающим, по сравнению с обработкой точением и шлифованием, увеличение производительности в 5 6 раз со значительной экономией метаила и повышением механических свойств обработанного поверхностного слоя благодаря наклепу и созданию напряжений сжатия. Этрт метод обеспечивает высокую точность обработки (2-й класс) с чистотой поверхности V8 4-V10. [c.313]

Покровные лаки служат для образования механически прочной, гладкой, блестящей, водостойкой пленки на поверхности лакируемых предметов. Зачастую этими лаками покрывают твердую пористую изоляцию, уже подвергнутую предварительной пропитке это имеет целью дальнейшее повышение свойств твердой изоляции (в частности, увеличение напряжения поверхностного разряда и поверхностного сопротивления утечки), усиление защиты изоляции от действия влаги, растворяющих или химически активных веществ и от приставания пыли и грязи, улучшение внешнего вида. Особо следует отметить пигментированные покровные лаки (пигментированные эмали), содержащие в своем составе измельченный в тонкий порошок неорганический наполнитель (пигмент), придающий пленке такого лака определенную окраску и улучшающий ее механическую прочность и адгезию (приставаемость) к поверхности, на которую наносится лак. Специальные виды покровных лаков (эмальлаки) наносят не на твердую изоляцию, а непосредственно на металл, образуя на его поверхности электроизолирующий слой (изоляция эмальпроволоки — 48, изоляция листов электротехнической стали в расслоенных магнитопроводах электрических машин и аппаратов — 53). [c.87]

Какие продукты ржавления выделяются при электрохимических процессах, есть вопрос чисто химического свойства. Дальнейший ход процесса ржавления обусловливается почти исключительно растворимостью продукта реакции. У трудно или почти нерастворимых металлов быстрота развития процесса ржавления зависит от физических свойств образующегося поверхностного слоя (проницаемость, присутствие коллоидов и т. д.). Так как в первом периоде образуется поверхностный слой ржавчины, то его растворимость и физические свойства определяют общую скорость протекания процесса ржавления. Таким образом, видно, что для развития процесса ржавления металла большое значение имеет не только его растворимость или положение в ряду напряжений, но и химическо-физические свойства различных продуктов реакции. [c.1010]

Эффективность жидких смазочных сред при обработке металлов, особенно привысоких давлениях, в основном определяется механическими свойствами тончайших поверхностных слоев металла, возникающих в результате адсорбционного пластифицирования. В случае твердых смазочных слоев, непосредственно наносимых на металл или всзникающих в результате хтшческой адсорбции, или поверхностной реакции, например при образовании металлических мыл, понижение трения (тангенциального усилия) вызывается низким предельным напряжением сдвига этих слоев покрытий. В таких случаях поверхностная деформация локализуется в этих наружных слоях. Такое же действие могло бы оказать включение тонкого слоя инертной истинно вязкой жидкости между поверхностями металлов, вязкость которой вызывала бы сопротивле-ние, эквивалентное т (например, в растворах сахара в воде с вязкостью порядка 1 пуаза). Однако такие слои немедленно вытесняются при повышенных давлениях. Жидкие же смазки с весьма малой вязкостью порядка 0,01 пуаза, но высокой поверхностной активности по отношению к обрабатываемому металлу (вследствие пластифицирования) оказывают сильное смазочное действие, особенно при высоких давлениях, в соответствии с основными закономерностями адсорбционного эффекта облегчения деформации [57]. [c.115]

Дальнейшее определение остаточных напряжений в вырезанных образцах проводится в специальных установках. Наиболее широкое применение нашли приборы типа ПИОН, в которых образец закрепляется в приспособлении. Все поверхности приспособления и образца, кроме исследуемой, покрываются защитным лаком или тонким слоем воска. Путем электрохимического или химического травления проводится непрерьтное удаление напряженных поверхностных слоев и одновременная регистрация деформаций изгиба образца или изменения его диаметра. Для точного измерения перемещений и деформаций применяют индикаторные, оптические приборы, тензометрию, индуктивные и токовихревые датчики, механотроны, голографическую технику, хрупкие покрытия и др. Состав ванны для травления подбирается с учетом химического состава и свойств исследуемого металла. Для углеродистых и легированных сталей наиболее часто используются водные растворы на базе ортофосфорной или азотной кислоты. Скорость электрохимического травления зависит от плотности тока, состава, степени загрязнения электролита и принимается в пределах 0,9... 1,4 мкм/мин. Плотность тока выбирается с учетом необходимой скорости травления и ограничивается допустимой температурой нагрева электролита, превьппение которой сопровождается значительными температурными деформациями установки и погрешностями измерений. [c.65]

Зависимости для напряжений поверхностных сил в жидкости были получены здесь путем обобщения закономерностей, связывающих напряжения и деформации в твердых телах, на случай жидкой среды, обладающей свойством упругост-и и вязкости, Этк же зависимости можно получить исходя из ряда гипотетических представлений о молекулярных силах, действующих в самой жидкости (см. [2. 7]). [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...