От эксперимента к теории механических свойств материалов

В ковалентных кристаллах подвижность дислокаций при низких температурах ограничена большими значениями напряжений Пайерлса. Так, для Ge и Si было установлено, что суш,ественная пластическая деформация и заметная подвижность дислокаций обнаруживаются при Т > 0,4 Тпл [1,2]. Теория термоактивационного движения дислокаций в поле напряжений разработана недостаточно, и, как показано в [3, 4], имеются существенные различия между ее выводами и экспериментами. Поэтому необходимы дальнейшие исследования закономерностей деформации ковалентных кристаллов, в том числе и алмаза. Несмотря на широкое применение алмаза в технике в качестве сверхтвердого высокопрочного материала, такие его исследования до настоящего времени не были проведены. Актуальность исследования алмаза в широком температурном интервале связана также с тем, что при нулевых давлениях алмаз является метастабильной модификацией углерода, и поэтому особый интерес представляет изучение влияния графитизации на механические свойства алмаза. [c.150]

Первым, кто предложил определять механическую составляющую коэффициента трения скольжения в экспериментах с катящимися телами, был Д. Табор [231]. На рис. 3.14 представлены экспериментальные результаты, полученные в [180], где изучалось контактное взаимодействие стального шара с резиновыми образцами в условиях качения и скольжения. Для уменьшения адгезионной составляющей силы трения при скольжении в качестве смазки использовалось мыло. Как следует из результатов измерений, представленных на рис. 3.14, коэффициенты трения в контакте качения и скольжения мало отличаются друг от друга. При номинальном давлении, меньшем, чем 3-10 Па, экспериментальные значения коэффициента трения близки к теоретической кривой, рассчитанной по гистерезисной теории трения [232]. Согласно этой теории, построенной для исследования трения качения, коэффициент трения качения рассчитывается по формуле (3.78). При этом предполагается, что коэффициент а. зависит от вязкоупругих свойств материала и скорости качения. Значение коэффициента а. определяется из экспериментов на циклическое нагружение материала. [c.177]

Применение подходов теории подобия к анализу разрушения металлов и сплавов с трещиной в условиях плоской деформации и установленная масштабная инвариантность критических параметров, контролирующих точки бифуркаций, позволили сформулировать условия проведения тестовых испытаний, с целью получения в наиболее простых условиях эксперимента необходимых данных для расчета механических свойств, определяющих работоспособность материала с трещиной. Вводится три фундаментальных свойства материала критическая плотность энергии упругой деформации W с, сопротивление пластической деформации ((1т) и трещиностойкость (/ i )- Знание Kw а,, позволяет прогнозировать разрушение материала по механизму нормального отрыва в различных условиях нагружения при известной зависимости предела текучести от температуры и скорости нагружения по данным тестовых испытаний. [c.380]

В механике материалов одинаково важную роль играют теоретические исследования и результаты экспериментов. Во многих случаях будет дан математический вывод формул и соотношений для описания механического поведения конструкции, но в то же время следует отдавать себе отчет в том, что их нельзя использовать для практики, пока не установлены некоторые свойства материала. Эти свойства оказываются известными только после соответствующих экспериментов, проведенных в лаборатории. Кроме того, многие важные для техники проблемы не могут эффективно разрабатываться средствами теории, поэтому практически экспериментальные наблюдения оказываются необходимыми. [c.11]

Наука о химическом сопротивлении материалов изучает процесс взаимодействия материала с внешней средой, протекающий в течение длительного времени и приводящий к изменению его свойств (механических, электрических и других). Это изменение и принимается обычно за критерий оценки химического сопротивления. При таком исследовании важно правильно выбрать точки информации и минимально необходимое их число, что можно сделать, используя математическую теорию планирования эксперимента. [c.96]

Так как все формы движения материи связаны с механическим движением, то механика оказывается в какой-то мере основой всей физики, лежит в ее фундаменте. Не случайно и исторически эта теория сложилась первой среди других физических теорий. Зародившись в древности, механика получила свое название в трудах Аристотеля (384—322 гг. до н. э.). Архимед (287—212 гг. до н. э.) дал теорию рычага. Галилей (1564—1642) считается основоположником динамики, ибо он установил ряд свойств равноускоренного движения, пришел к выводу о движении тел по инерции, о силе как-причине ускорения. С его же именем связывают обращение к эксперименту в механике как методу установления объективно существующей в природе закономерности. Предшествовавший Галилею античный период характерен в науке дедуктивными рассуждениями, опирающимися не на опыт и не всегда на верные предпосылки. [c.29]

Существующую на протяжении многих лет дисгармонию теории и эксперимента можно объяснить не только несовершен ством теории, но и отсутствием в достаточной мере аккуратных экспериментов, удовлетворяющих условиям, на которых осно ваны теоретические решения совершенная форма оболочки, неограниченная упругость материала, идеальное закрепление и нагружение и т. д. Обычно из-за технологических причин (местные дефекты, овальность, разностенность, искривление образующих, непараллельность торцов оболочек и пр.) и причин методических (несоблюдение условий закрепления, неравномерность распределения нагрузки по оболочке, неточность замеров, высо- кий уровень нагрузки, приводящий к появлению текучести у краев и пр.) эти условия не реализуются полностью. Большое значение имеют механические свойства моделей, характеристики испытательных машин, способ приложения нагрузки (например, давление воздухом или маслом), постоянство нагрузки по величине и направлению в момент выпучиваний и ряд других условий. Имеются единичные эксперименты, в которьус уделяется должное внимание значению этих факторов. [c.12]

Можно выделить два основных подхода к определению физико-механических свойств композита — феноменологический и структурный. В рамках первого из них армированные материалы рассматриваются как однородные среды с анизотропными свойствами. Связь между напряженным и деформированным состояниями представляется на основе уравнений теории анизотропных сред. Остающиеся неизвестными параметры уравнений состояния определяются путем механических испытаний образцов из композитного материала. Следует отметить, что армированный материал, как правило, создается вместе с конструкцией, и даже для конструкций относительно простой геометрии его физико-механические характеристики могут оказаться переменными. С этим обстоятельством, выявляющимся, например, при рассмотрении круговой пластинки, армированной вдоль радиальных линий волокнами постоянного сечения, связаны дополнительные трудности в реализации такой программы экспериментов. Отметим также, что в рамках феноменологического подхода остается невскрытой связь между средними напряжениями и деформациями композитного материала и истинными напряжениями и деформациями составляющих его компонентов. Это не позволяет ставить и решать задачи оптимального проектирования композитных оболочеч-ных конструкций. [c.27]

Так, в организованной автором в 1932 г. лаборатории пластических деформаций при Научно-исследовательском институте математики и механики Ленинградского государственного университета, им был проведен обширный эксперимент, позволивший установить выражение зависимости величин остаточных деформаций от главных напряжений для случая сложного напряженного состояния и предложить теорию пластичности квази-изотроп-ного тела (Г. А. Смирнов-Аляев [44, 45, 46, 47, 48, 49]). Математическая интерпретация основной задачи теории пластичности малых деформаций была представлена системой дифференциальных уравнений в частных производных и одним уравнением функциональной зависимости, которая определяется механическими свойствам каждого данного материала и может быть установлена на основании испытания его простым растяжением. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...