К физической теории усталости металлов

К ФИЗИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ УСТАЛОСТИ МЕТАЛЛОВ [c.244]

Феноменологический и физический пути построения критериев. Описанный выше подход к построению критерия для оценки границы перехода материала в предельное состояние имеет чисто феноменологический характер, никак не связанный с дискретностью строения материи поэтому и сами критерии имеют чисто феноменологический характер. В отличие от феноменологического, мыслим и физический подход к решению проблемы. Однако даже в случае линейного напряженного состояния или чистого сдвига теоретически находить характеристики, определяющие переход материала в предельное состояние, удается лишь для монокристаллов идеальной структуры. В случае же наличия многообразных дефектов структуры монокристалла, а тем более в случае поликристаллического тела (металла), проблема до сих пор не разрешена надежно даже для отмеченных выше элементарных однородных напряженных состояний. В настоящее время предпринимаются многочисленные попытки в направлении построения физических теорий с использованием методов математической статистики и теории вероятностей, к сожалению, пока далекие от возможности непосредственного широкого их использования в практических расчетах. Больше других удалось исследовать вопросы хрупкого разрушения, в том числе рассмотреть масштабный фактор и изменчивость прочности, а также явление усталости. Однако будущее принадлежит именно статистическим теориям, описывающим физику явления с единых позиций. [c.539]

Таким образом, основным выводом из рассмотрения физических теорий эрозионного износа следует считать вывод о преобладании термического фактора в процессе горячей газовой эрозии, причем основой механизма разрушения является вымывание или сдувание струей газов расплавленного или размягченного и потерявшего сплошность вследствие наличия мелких трещин термической усталости поверхностного слоя металла. [c.52]

Следовательно, причиной возникновения первоначальных мик-ротрещин являются высокие местные напряжения. Последние вызывают местные пластические деформации, образование которых При действии переменных напряже-ний приводит к необратимым струк- турным изменениям материала и появлению трещин. В настоящее о,6 время в основу объяснения физической природы усталости может быть положена теория дислокаций. Под дислокацией подразумевается месг-]1ая неправильность в распределении атомов в кристаллической решетке металла или сплава. Наличие дислокаций приводит к тому, что действие незначительной внешней нагрузки может вызвать необратимое относительное скольжение (сдвиг) одной части кристалла относительно другой. [c.497]

С помощью теории дислокаций можно объяснить механизмы многих физических процессов упрочнения и разрушения г гатериалов, механические свойства металлов (величины пределов упругости, текучести и прочности), процессы старения, внутреннего трения, усталости и ползучести металлов, а также разработать рекомендации по повышению прочности материалов или по организации их направленного разрушения при обработке резанием. [c.29]

Наряду с абразивным в узлах трения ПТМ широко распространено усталостное изнашивание. Согласно усталостной (кумулятивной) теории изнашивания, предложенной И. В. Крагель-ским, этот вид изнашивания характеризуется многоактным нагружением единичных фрикционных связей вплоть до отделения частиц. Физическая модель износа при этом такова (рис. 27) при скольжении микронеровности А (индеитора) по контртелу Б возникает лобовой валик деформируемого материала. Схема напряженно-дефоркифуемого состояния в зоне впереди лобового валика материал сжат, а за микронеровностью, вследствие сил трения, — растянут. Таким образом, каждый элемент в зоне трения испытывает знакопеременное деформирование. Многократные его повторения приводят к накоплению повреждений под поверхностью металла, где образуются поры. Под воздействием напряжений они перерастают в трещины с отделением частиц износа (отслаивание) или образованием ямок на поверхности (выкрашивание). Усталостное изнашивание характерно для узлов трения, защищенных от попадания абразивных частиц, не подверженных коррозии и схватыванию, в частности для таких широко расцространенных узлов трения ПТМ, как зацепления закрытых зубчатых передач, подшипники качения, элементы опорно-поворотных устройств кранов, беговые дорожки крановых колес и др. В литературе этот вид изнашивания часто называют осповидным износом, контактной усталостью и питтингом. [c.79]

Каким образом возникают окисные частицы, когда металлы соприкасаются на воздухе пока неясно, ни один механизм не позволяет объяснить все имеющиеся данные. Согласно ранней теории Томлинсона [1], поверхности разрушаются вследствие молекулярного истирания и это приводит к образованию окисла в окислительной атмосфере. Другие исследователи считали, что фреттинг в основном ускоряет механизм окисления, вследствие чего затрудняется процесс механического удаления окисла из-за образования стабильной защитной окисной пленки. Позднее Улиг [8] модифицировал эту модель, считая, что некоторые частички металла могут образовываться по адгезионному механизму, но при этом не отвергал влияния коррозии, привлекая ее для объяснения влияния частоты колебаний [8]. С помощью такой модели было трудно объяснить уменьшение изнашивания с увеличением температуры и тогда Улиг предложил модель коррозионного воздействия. Согласно этой модели на стальной поверхности происходит физическая адсорбция кислорода, а окисел образуется в результате механической активизации соприкасающихся поверхностей. Авторы более современных теорий [12] обращают внимание на изменеиие сущности механизма фреттинга, особо подчеркивая сильное влияние адгезии на ранних стадиях и значение коррозионной усталости как фактора, способствующего дезинтеграции материала в зонах контакта. Более поздние стадии разрушения от фреттинга также объясняются с позиций микроусталостных процессов, а ие с позиции абразивного износа. [c.299]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...