Внутреннее и эффективное напряжения

Штриховой линией показан приблизительный ход внутреннего напряжения. Цифрами и схематическими обозначениями отмечены следующие типы экспериментов, проводимые с целью изучения внутреннего и эффективного напряжения вдоль петли. [c.71]

ВНУТРЕННЕЕ И ЭФФЕКТИВНОЕ НАПРЯЖЕНИЯ [c.90]

В гл. 2 была описана концепция внутреннего и эффективного напряжений. [c.90]

КОНЦЕПЦИЯ ВНУТРЕННЕГО И ЭФФЕКТИВНОГО НАПРЯЖЕНИЙ И УРАВНЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ [c.98]

При резании материалов всегда получается стружка, которая относится к отходам производства деталей машин. В то же время эффективность механической обработки в основном определяется тем, как организован и происходит во времени и пространстве процесс образования и завивания стружки. Отмечено, что стружкообразование относится к наиболее сложным явлениям, используемых современной цивилизацией для изготовления полезной продукции. Это обусловлено тем, что снятие стружки сопровождается упругим и пластическим деформированием зоны обработки, разрушением срезаемого слоя с образованием новых поверхностей, чрезвычайно высокими значениями внутренних и контактных напряжений, а также наличием локальных и одновременно мош,ных источников тепла. Описать сопротивление материалов резанию в традиционных понятиях сопромата, теорий прочности и разрушения крайне затруднительно в связи с высокими градиентами изменения всех параметров и характеристик в объеме нескольких кубических миллиметров пространства, а также тем, что данный процесс нестационарен во времени и часто сопровождается механическими и иными колебаниями. [c.35]

В третьей главе приведен обзор по деформационному упрочнению поликристал-лических ОЦК-металлов. Логическим центром данной главы и, может быть, всей книги является раздел о структурном обосновании перестройки кривых нагружения в координатах 5 — V"е (истинное напряжение— истинная деформация в степени 0,5), которая представляет эффективный метод исследования закономерностей деформационного упрочнения в зависимости от самых различных внутренних и внешних факторов. Именно данный метод позволил связать воедино все этапы пластической деформации, выстроив в одну цепочку предел упругости, критические деформации начала и конца образования ячеистой дислокационной структуры, ее начальный размер и закон дальнейшего изменения. В конечном счете, даже условие перехода к разрушению (пластическому) также определяется коэффициентом деформационного упрочнения. [c.4]

Получение эвтектических композитов за одну операцию вместо трех является весьма эффективным способом, так как при этом исключаются некоторые трудности, присущие каждой из трех операций. Так, например, отпадает необходимость манипулировать с отдельными волокнами, как это имеет место в ходе операции выкладки в процессе получения обычных композитов. Кроме того, удается избежать таких осложнений, связанных с процессом образования связи, как неполное смачивание или образование окислов на поверхности раздела. Важными особенностями направленной эвтектической структуры являются строение поверхности раздела, ее морфология, кристаллография, стабильность и поведение под воздействием внутренних и внешних полей напряжений. Эти особенности эвтектического композита будут в центре внимания данной главы. [c.354]

Применять методы электрохимической защиты от коррозии начали в первую очередь в химической промышленности около 15 лет назад вначале нерешительно, как это было и с применением катодной защиты подземных трубопроводов около 30 лет назад. Препятствие к более широкому применению заключалось главным образом в том, что внутренняя защита должна в большей мере выполняться по индивидуальным проектам, чем простая наружная защита подземных сооружений. В связи с возросшей важностью обеспечения повышенной надежности производственных установок, с ужесточением требований к коррозионной стойкости и укрупнением деталей и узлов установок начал проявляться интерес к электрохимической внутренней защите. Хотя на вопрос об экономичности защиты нельзя дать общего ответа (см. раздел 22.4), все же очевидно, что расходы на электрохимическую защиту будут меньше расходов на высококачественную и надежную футеровку (на покрытия) или на коррозионностойкие материалы. При этом анализе нельзя не отметить, что наде кная эксплуатация очень крупных выпарных аппаратов для щелочных растворов вообще стала возможной только благодаря применению внутренней анодной защиты, поскольку достаточно эффективный отжиг для снятия внутренних напряжений крупных резервуаров практически неосуществим, а конструктивные и эксплуатационные напряжения вообще не могут быть устранены. [c.400]

Компонента внутреннего напряжения принципиально определя ется внутренней структурой металла, компонента эффективного напряжения — свойствами подвижных дислокаций и их препятствий при данной скорости деформации и температуре. [c.69]

Большое внимание уделялось изучению особенностей напряженного состояния многослойных сосудов рулонированной конструкции. Теоретические и экспериментальные исследования показали значительную роль сил трения в этой конструкции [20] и, как следствие, особую важность плотного прилегания слоев. При неплотной навивке наибольшую нагрузку воспринимают внутренние и внешние слои. Так, чем плотнее навивка слоя, тем ближе эпюра замеренных кольцевых напряжений к рассчитанной по формуле Ляме для однослойного цилиндра. Разработаны технологические приемы, повышающие плотность прилегания слоев обкаткой обечаек после навивки, попеременной укладки рулонной полосы (уменьшение влияния клиновидности полосы) и опрессовки сосудов повышенным гидравлическим давлением. Теоретические и экспериментальные исследования распределения напряжений по толщине рулонированных обечаек позволили сформулировать основные технические требования к плотности прилегания слоев. Был разработан и внедрен простой и эффективный метод оценки плотности навивки по усредненному межслойному зазору, определяемому объемом воздуха, занимающего межслойное пространство обечайки [21]. Экспериментальные исследования распределения по слоям напряжений послужили основой для разработки теоретического расчета напряженного состояния. [c.41]

Метод внутреннего трения дает оценку качественной стороны дефектов структуры — характера их подвижности по решетке под действием температуры и внешних напряжений. Он является одним из эффективных неразрушающих методов оценки технологических и эксплуатационных показателей качества вольфрамовых проволок в определении температуры начала первичной и вторичной рекристаллизации, уровня жаропрочности и склонности к ползучести, уровня термоциклической прочности образцов, позволяет установить оптимальные режимы термической обработки. [c.34]

Как указано выше, скорость ползучести или скорость высокотемпературной деформации зависит от микроструктуры. В качестве одного из способов оценки влияния микроструктуры предложен [39—41 ] способ, в соответствии с которым предполагается существование внутренних напряжений. Таким образом, при деформации в материале возникают напряжение от приложенной нагрузки и действующее в противоположном направлении внутреннее напряжение. Скорость деформации обусловливается не приложенным напряжением, а разницей приложенного и внутреннего напряжений. Эту разницу напряжений рассматривают как эффективное напряжение Og. С помощью этого напряжения скорость деформации выражается [42 ] уравнением [c.71]

В этих уравнениях показатель т, используемый вместо показателя а в уравнении (3.17), характеризует истинную зависимость скорости ползучести от напряжения. Смысл величины т заключается в том, что с помощью уравнения (3.27) можно определить внутреннее напряжение стг, и следовательно, эффективное напряжение Gf. В качестве экспериментального способа определения указанных величин помимо испытаний на ползучесть с резким изменением напряжений и испытаний на растяжение с резким изменением скорости деформации (см. рис. 3.20), применяют [20] другой способ. Резко уменьшают напряжения в процессе ползучести, определяют уровень напряжений, при котором скорость [c.72]

Решение уравнения (10.32) позволит нам вычислить полные напряжения в любой внутренней точке при = 0. Эффективные напряжения сг . при = О могут затем быть получены из (10.26), и легко показать, что избыток давления поровой жидкости р при / = О [c.285]

В работе [ 183] сформулирована модель ползучести, основанная на представлении, Что ни дислокационное скольжение, ни возврат нельзя считать процессом, определяющим скорость ползучести. Ползучесть является результатом взаимодействия обоих этих процессов. Предполагалось, что скорость возврата определяется внутренним напряжением а., а скорость скольжения - эффективным напряжением сг . Позднее было, однако, показано [173, 187], что вообще ползучесть можно интерпретировать альтернативно дислокационным скольжением или возвратом только в том случае, если эффективное (а следовательно, и внутреннее) напряжение не зависит от температуры. Как [c.103]

РИС. 8.9, Зависимости энергии активации Q от эффективного напряжения а (в)и энергии активации от внутреннего [c.104]

Как уже было сказано, "истинное" внутреннее напряжение является сложной функцией по)1ожения в кристалле то же самое относится и к эффективному напряжению. При этом совершенно естественно, возникает вопрос, действительно ли среднее эффективное напряжение представляет локальное эффективное напряжение, т. е. внутреннее и эффективное напряжейия, действующие в микрообъеме, [c.96]

Параметрические, тииоразмерные и конструктивные ряды машин иногда строят, исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей (мош,ности, производительности, тяговой силы и др.). В этом случае геометрические характеристики машин (рабочий объем, диаметр цилиндра, диаметр колеса у роторных машин и т. д.) являются производными от эксплуатационных показателей и в пределах ряда машин могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей. При построении параметрических, типоразмерных и конструктивных рядов машин желательно соблюдать подобие рабочего процесса, обеспечивающего равенство параметров тепловой и силовой напряженности машин в целом и их деталей. Такое подобие иногда называют механическим. Оно приводит к геометрическому подобию. Например, для двигателей внутреннего сгорания существуют два условия подобия 1) равенство среднего эффективного давления р, зависящего от давления и температуры топливной смеси на всасывании 2) равенство средней скорости поршня Va = = Stt/30 (S — ход поршня п — частота вращения двигателя) или равенство произведения Dn, где D — диаметр цилиндра. [c.47]

Разработанная квазигетерогенная модель позволила прогнозировать распространение трещины в направлении нагружения и в поперечном направлении (устойчивое и неустойчивое). Появилась также возможность учесть зоны повреждения в области концентрации нормальных и касательных напряжений у кончика надреза. Изложены основные моменты рас-суждений, приводящих к необходимости рассмотрения этих областей. Влияние нормальных напряжений в направлении, перпендикулярном армированию, учтено в анализе путем введения эффективных касательных напряжений в плоскости армирования в критерий прочности. Кроме того, выведена модифицированная форма выражения для подсчета модуля сдвига в плоскости армирования вблизи надреза, учитывающая локальный изгиб волокон, ориентированных перпендикулярно направлению нагружения. Для анализа влияния на поведение композита дефектов поверхности и дефектов во внутренних слоях, возникающих либо в результате эксплуатации изделия, либо от начальных повреждений, использованы приближенные методы. [c.33]

Исследование фрактограмм однократного разрушения дает возможность определить его последовательность. В первую очередь возникают микронадрывы вокруг более резких структурных концентраторов, какими часто являются частицы избыточной фазы. По мере развития пластической деформации поры вокруг этих частиц растут, что приводит к образованию крупноямочного рельефа. Рост пор ослабляет материал и приводит к увеличению эффективных напряжений вокруг более мелких частиц в перемычке (шейке) между крупными ямками. Такими частицами могут быть выделяющиеся в процессе распада твердого раствора упрочняющие фазы. Внутренние перемычки-шейки разрушаются при этом с образованием более мелкодисперсного рельефа. Таким образом, размер первичных ямок зависит от свойств окружающего частицу материала, размеров и расположения более мелких частиц. Эти частицы определяют окончательный долом, а начало разрушения и время развития процесса разрушения в значительной степени определяются частицами избыточной фазы (или другими резкими структурными концентраторами). [c.25]

Согласно общей теории пластической деформации [2] общее напряжение можно разделить на компоненту внутреннего напряжения Ог и ко.мпоненту эффективного напряжения следовательно, его [c.68]

В случае, когда компонентой эффективного напряжения можно пренебречь, общее напряжение определяется внутренним напряжением. Бюли применим относительную деформацию и относительное напряжение щ в петле, = Сд - - е и = сгд - - а для растяжения и = Сд — ей о,- = Од — а — для сжатия, то обе полупетли можно выразить посредством функции б (ж) в форме [c.69]

Экспериментальные результаты, полученные в настоящей работе, изложены на основе статистической теории петли гистерезиса. Макроскопическое напряжение в петле является суммой компонент эффективного и внутреннего напряжений. Компонента внутреннего напряжения однозначно определена плотностью вероятности объемов с внутренним критическим напряжением, а компонента эффективного напряжения — величиной микроскопического эффективного напряжения и долей объемов в пластическом состоянии. Ни один из полученных результатов не противоречит данной гипоте.ю. Наоборот, некоторые экспериментальные результаты невозможно объяснить на основе гипотезы однородной упругой и пластической деформаций макрообъема тела. [c.73]

Изучение структурных и энергетических закономерностей пластической деформации в приповерхностных слоях материалов в сравнении с их внутренними объемными слоями имеет важное значение для развития теории и практики процессов трения, износа и схватывания. При этом следует отметить, что. поверхностные слои кристаллических материалов имеют, как правило, свои специфические закономерности пластической деформации. Так, например, в работе [11 при нагружении монокристаллов кремния через пластичную деформируемую среду силами контактного трения было найдено, что в тонких приповерхностных слоях на глубине от сотых и десятых долей микрона до нескольких микрон величины критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций значительно меньше, чем аналогичные характеристики в объеме кристалла. Было также показано [2], что при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла. Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большее расстояние от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений. Высказывалось также предположение, что облегченные условия пластического течения в приповерхностных слоях обусловлены не только большим количеством легкодействующих гомогенных и различного рода гетерогенных источников сдвига [3], но и различной скоростью движения дислокаций у поверхности и внутри кристалла [2]. Аномальное пластическое течение поверхностных слоев материала на начальной стадии деформации может быть обусловлено действием и ряда других факто-зов, например а) действием дислокационных сил изображения 4, 5] б) различием в проявлении механизмов диссипации энергии на дислокациях, движущихся в объеме кристалла и у его поверхности причем в общем случае это различи е, по-видимому, может проявляться на всех семи фононных ветвях диссипации энергии (эффект фононного ветра, термоупругая диссипация, фонон-ная вязкость, радиационное трение и т. д.) [6], а также на электронной [71 ветви рассеяния вводимой в кристалл энергии в) особенностями атомно-электронной структуры поверхностных слоев и их отличием от объема кристалла, которые могут проявляться во влиянии поверхностного пространственного заряда и дебаевского радиуса экранирования на вели- [c.39]

Уравнения (143) и (144) определяют таким образом оптимальные параметры коницилиндрического вискозиметра. Из уравнения (144) видно, что малым значениям s 1 соответствуют весьма малые углы а, так как при этом осуществляется наиболее плавное сопряжение цилиндрической и конической частей прибора. Заметим также, что уравнение (144) показывает, что длины образующих внутренней и внешней конических измерительных поверхностей должны быть по условиям оптимального сопряжения одинаковы. Величины моментов и среднее эффективное касательное напряжение можно определить по формулам (136) и (137) этого параграфа, где необходимо принять 0 = а + б, [c.250]

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]

На реакционной оси (оси абсцисс) отложено расстояние х, которое покрывает дислокация в ходе процесса активации. Энергетический барьер изображается в виде холма высотой овЬ1, возвышающегося над равниной, расположенной на высоте аМ, где Ог — средняя величина флуктуирующих в пространстве крупномасштабных внутренних напряжений, связанных с другими дислокациями. Длина волны внутренних напряжений велика, и дислокация не может преодолеть это расстояние за счет одного только теплового возбуждения. Поэтому приложенное напряжение частично расходуется на преодоление внутреннего напря-щения при движении дислокации. Оставшаяся часть, или эффективное напряжение aeff, помогает дислокации преодолеть препятствие. [c.102]

Для объяснения поверхностных эффектов И. Крамер предполагает образование в поверхностной области образца слоя с повышенной плотностью дислокаций (с1еЬг18-слой), который является барьером для дислокаций, генерируемых в процессе деформации внутренними источниками. Показано, что образование, такого слоя не зависит от наличия окисной пленки и свойственно материалам с кристаллической решеткой различных типов. Исходя из этого соображения, обычное равенство, по которому определяют действующее на дислокации эффективное напряжение т, дополняют величиной т. е. т = — т , где — внешнее напряжение Т/ — обратное напряжение, возникающее в результате пластической деформации внутренних объемных слоев кристалла, — то же, создаваемое debris- лoeм. [c.31]

В условиях непрерывного изменения температуры в сплавах на основе железа также развиваются внутренние межзеренные, структурные напряжения, а при высоких скоростях этого процесса, кроме того,— и зональные напряжения, например в поверхностных слоях детали. Основная роль при этом отводится структурным напряжениям, возникающим вследствие разницы коэффициентов термического расширения фаз, так как они не зависят от скоростей нагрева и охлаждения, а степень воздействия на субструктуру может легко регулироваться путем изменения продолжительности термоцикла и величины ДТ. Зональные напряжения целесообразно ограничивать ввиду того, что они могут послужить причиной образования незалечиваемШ микротрещин. Эффективность воздействия структурных напряжений определяется в основном двумя факторами первый заключается в повышении плотности дислокаций и равномерности их распределения в объеме, подверженном деформации второй связан с предполагаемым увеличением диффузионной проницаемости структуры с повышенной плотностью дислокаций и с увеличением скорости диффузии. Последнее обстоятельство в случае его реализации может способствовать увеличению степени растворения избыточных фаз. В какой-то мере этому же будет способствовать и ускорение диффузии в напряженной решетке. Однако в твердых растворах замещения со сравнительно небольшим различием атомных радиусов легирующих элементов этот фактор играет второстепенную роль в диффузионных процессах. [c.24]

Внутреннее напряжение является сложной функцией положения в кристалле, что справедливо также и для эффективного напряжения. Используя концм -цию эффектишого напряжения и внутреннего нащ яжения, можно определить а) максимальную амплитуду внутреннего напряжения или минимальное эффективное напряжение поскольку можно предполагать, что большинство дислокаций, движущихся в каждый данный момент, находится в местах с низким эффективным напряжением, либо б) среднее эффективное напряжение. [c.27]

Вторая из этих двух возможностей несомненно проще. Поэтому определим среднее эффективное напряжение (для которого сохраним обозначение сг ) как среднюю величину эффективных напряжений, действующих на отдельные дислокационные сегменты. Разность <т - ст можно обозначить как кажущееся" внутреннее напряжение, для которого сохраним обозначение а. и которое далее будем просто называть, внутренним нЕшряжением. Это внутреннее напряжение является мерой влияния структуры, усредненной по всему объему образца, на скольжение дислокаций [35]. Иначе говоря, это внутреннее напряжение можно интерпретировать как среднее внутреннее напряжение, которое действует на дислокацию при скольжении. [c.27]

В соответствии с этой концепцией приложенное напряжение состоит из двух слагаемых эффективного напряжения 0, которое действует на данный дислокационный сегмент и при его скольжении совершает работу, и внутреннее напряжение а,, с которым этот сегмент встречается при скольжении. Среднему эффективному напряжению соответствует по уравненик (2.1) "кажущееся" внутреннее напряжение, которое было охарактеризовано как мера влияния структуры, усредненной по всему образцу, на скользящую дислокацию [35]. [c.90]

Энергия активации [ уравнение (8.4а) ], скорректированная на температурную зависимость модуля упругости чистых металлов при гомологических температурах вЫше т (разд. 3.4), близка к энтальпии активации объемной самодиффузии. Если внутреннее напряжение а. зависит от температуры, то энергия активации Q. отличается от энергии активации, а следовательно и от энтальпии активации объемной самоду фузки. Для алюминия [73] это показано на рис. 8.9. Энергия, кроме того, уменьшается с увеличением внутреннего напряжения а., а энергия Q растет-с увеличением эффективного напряжения а (рис. 8.9) что абсурдно. Аналогичные результаты были получены, например, и для твердых растворов Си-10 и Си- 302п [188]. Следовательно, в обсуждаемых случаях энергии Q и Q. явно представляют собой чисто феноменологические величины, которые нельзя достаточно четко интерпретировать физически. Наоборот, энергия активации, определяемая при постоянном приложенном напряжении имеет совершенно ясный мзичес-кий смысл. Это свидетельствует о том, что внутреннее напряжение, которое определяет скорость возврата, равно приложенному напряжению и что при описании ползучести, контролируемой возвратом, адекватной независимой переменной является приложенное напряжение а. [c.104]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...