Тепловая прочность материалов

Тепловая прочность Материалов I. 368-370 [c.345]

ТЕПЛОВАЯ ПРОЧНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ [c.349]

Характеристики тепловой прочности материалов [c.349]

Необходимость проводить в первую очередь экспериментальные исследования различных аспектов сопротивления материалов обусловлена тем, что разупрочняющее влияние перечисленных выше факторов, имеющих место в эксплуатации, нельзя учесть расчетным путем. Чтобы правильно учесть влияние этих факторов на показатели конструктивной прочности материалов, нужно поставить соответствующие хорошо продуманные экспериментальные исследования по методикам, разработка которых часто представляет самостоятельный научный интерес. К тому же установить соответствующие аналитические критериальные зависимости можно только на основе большого количества экспериментальных данных о свойствах материала. Получают их при испытаниях изготовленных из этого материала специальных образцов в тех или иных условиях силового и теплового воздействий заданной длительности и режима изменения этих воздействий во времени. [c.662]

Моделирование применяется почти во всех отраслях науки и в практической деятельности человека. С помощью моделирования решаются самые разнообразные задачи. Не имея возможности Б отведенных рамках охватить все случаи, остановимся только на тех вопросах, с которыми приходится сталкиваться при исследовании прочности материалов и конструктивных элементов, работающих в экстремальных условиях силового, теплового и химического воздействия, сосредоточив внимание на наиболее характерных и принципиальных вопросах, поскольку фактически все испытания на прочность проводятся в условиях, моделирующих работу материала при заданных параметрах механического нагружения, теплового состояния и химического воздействия среды. Однако прежде чем перейти к изложению основных идей теории и практики моделирования, напомним об известных приемах моделирования и о задачах науки о моделировании. [c.13]

Исследования показали, что титан и его сплавы обладают ценными физико-механическими свойствами относительно высокой удельной прочностью, высокой коррозийной стойкостью и значительной тепловой прочностью. Поэтому они являются весьма перспективными конструкционными материалами во всех областях техники. [c.47]

При исследовании прочности и разрушения металлов и полимеров, исключительно важными являются вопросы термопрочности, заключающиеся в изучении прочности материалов и конструкционных элементов под действием различного рода силовых и тепловых нагрузок в широких диапазонах изменения температуры. Особенно большую актуальность эти вопросы приобретают в связи с развитием таких отраслей современного машиностроения, как реактор острое ние, двигателестроение, ракетная техника, и многих других. Наметившаяся тенденция повышения рабочих температур различных агрегатов и установок требует не только точного определения распределения и интенсивности температурных напряжений и деформаций, но и исследования их влияния на кратковременную и длительную прочность, термическую усталость, термическое выпучивание и другие явления. [c.414]

В начале справочника излагаются общие вопросы (типы сварных соединений, свариваемость и тепловые процессы, элементы расчета на прочность), материалы и оборудование, а затем специальные технологические вопросы. [c.11]

При длительном воздействии достаточно высокой температуры происходит тепловое старение — необратимое ухудшение свойств материала. При кратковременном воздействии высокой температуры обычно механическая и электрическая прочность снижаются, ухудшаются и другие параметры, но эти изменения имеют, как правило, обратимый характер свойства восстанавливаются при возвращении к исходной температуре. В большинстве случаев тепловое старение связано с термоокислительной деструкцией (окислением) материала. Наряду с указанными выше тепловыми параметрами материалов процессы теплового старения определяют [c.25]

Испытанию на сжатие были подвергнуты образцы стеклопластика АГ-4С трех номинальных толщин (2,5 3,5 и 6,0 мм), а также образцы стеклопластика ЭФ-С номинальной толщины 3,0 и 4,5 мм. Испытания образцов при первом режиме нагрева проводились для выявления характера разупрочнения в диапазоне нагрузок от исходной прочности материалов при комнатной температуре до установившейся остаточной прочности в течение всего цикла теплового воздействия. При нагреве по второму режиму выявлена лишь остаточная прочность этих материалов. [c.149]

Система охлаждения, обеспечивающая возможность длительной работы двигателя при постоянном, установленном для данного двигателя, тепловом режиме. Это предотвращает снижение прочности материалов, из которых выполнены детали двигателя, их тепловые деформации (сохранение предусмотренных зазоров) и перенапряжения, сохраняет качества смазочных масел и, следовательно, обеспечивает надежность и долговечность двигателя. [c.20]

Сравнивая циклы паросиловых установок с циклами ДВС, убеждаемся, что в последних температура рабочего тела может достигать 1000° С, не вызывая существенных проблем прочности материалов, из которых они изготовлены. В ДВС средняя температура рабочего тела в процессе подвода тепловой энергии больше, чем в цикле паросиловой установке. Вместе с тем нижний предел температуры достигает 350...450°С при расширении продуктов сгорания топлива до атмосферного давления. [c.254]

Общий вывод таков тепловая трубка — почти идеальное рещение для большого числа термометрических задач. Это верно, но с некоторыми ограничениями. Существенно, что интервал температур, при которых рабочая жидкость имеет давление в нужных пределах, довольно узок. Экспоненциальная зависимость давления пара от температуры приводит к тому, что температурный интервал, в пределах которого оно достаточно высоко для обеспечения необходимого теплообмена и не столь высоко, чтобы возникали проблемы механической прочности устройства, очень ограничен. Следует отметить необходимость совместимости материалов стенки, фитиля и рабочей жидкости. В табл. 4.1 приведены некоторые возможные их комбинации и температурные [c.149]

Если перепад температур неустраним по функциональному назначению детали (трубы теплообменных аппаратов), то выгодно применять материалы с благоприятным сочетанием прочности, теплопроводности и теплового расширения. Например, трубы из ситаллов с нулевым коэффициентом линейного расширения совершенно не подвержены термическим напряжениям. [c.375]

Исследование прочности при высоких температурах жаропрочных и тугоплавких материалов при простом и сложном напряженном состояниях как при статических кратковременных и длительных нагрузках, так и при повторно-переменных нагрузках и теплосменах. Особое внимание при этом должно быть обраш,ено на изучение длительной прочности и выносливости материала при не-установившихся режимах силового и теплового воздействия (раздельно и совместно). [c.663]

Изучение влияния реакторного облучения на кратковременную и длительную прочность и пластичность, а также на другие механические свойства конструкционных материалов при различных видах силового и теплового воздействий, установление уравнений состояния различных материалов и получение критериев их прочности, учитывающих эффект влияния радиационного облучения. [c.663]

Как уже указывалось, темп деформации в т.и.х. зависит не только от химического состава металла и режима сварки. В значительной степени он определяется и конструктивными особенностями самого изделия, его способностью деформироваться под действием теплового поля или напряжений, возникающих в сварном соединении. Для того чтобы оценить влияние конструктивных факторов самого узла на технологическую прочность сварного соединения, иногда используют так называемый метод эталонного ряда. Для этого конструкцию сваривают с применением электродов или сварочной проволоки и флюсов, запас технологической прочности которых заранее определен. Набор таких материалов с различными показателями v по степени убывания или возрастания и называют эталонным рядом. Подобрав из серии эталонного ряда сварочные материалы, исключающие появление трещин, можно определить требования по запасу технологической прочности, необходимые для бездефектной сварки конструкций данного типа. [c.486]

Элементы многих конструкций работают в условиях неравномерного нестационарного нагрева, при котором изменяются физико-механические свойства материалов и возникают градиенты температуры, сопровождающиеся неодинаковым тепловым расширением частей элементов. Неравномерное тепловое расширение, в общем случае не происходит свободно в сплошном теле, оно вызывает температурные напряжения, знание величин и характер действия которых необходимо для всестороннего анализа прочности тела. [c.90]

При работе тепловых двигателей, компрессоров, холодильных установок, высокоскоростных летательных аппаратов отдельные части и узлы этих установок нагреваются. Для того чтобы конструкция работала надежно, необходимо предусмотреть меры, которые установили бы предел росту температуры. В противном случае нормальная работа таких установок может прекратиться, так как конструкционные материалы при нагревании теряют прочность и при определенной температуре разрушаются. Например, если не предусмотреть специальных мер для защиты камеры сгорания и сопла, то ракетный двигатель разрушится в течение долей секунды. Баллистическая ракета, входящая в плотные слои атмосферы, без тепловой защиты ее головной части и стенок корпуса разрушится в течение нескольких секунд, так как температура ее головной части при этом достигает нескольких тысяч градусов. [c.6]

При работе тепловых двигателей, компрессоров, холодильных установок, высокоскоростных летательных аппаратов отдельные части и узлы этих установок нагреваются. Для того чтобы конструкция работала надежно, необходимо предусмотреть меры, которые установили бы предел росту температуры. В противном случае нормальная работа таких установок может прекратиться, так как конструкционные материалы при нагревании теряют прочность и при определенной температуре разрушаются. Например, если не предусмотреть специальных мер для защиты камеры [c.170]

Новизна конструктивных решений, особенности свойств материалов, повышение уровня напряженности, интенсивности воздействий тепловых процессов и среды существенно сказались на методах оценки механической прочности изделий и материалов на стадиях проектирования, производства, а также в эксплуатации. [c.4]

Электроизоляционные целлюлозные бумаги и картоны, пропитанные нефтяными маслами и хлорированными дифенилами (совол, совтол), обладают весьма высокой н стабильной электрической прочностью. Электрическая прочность этих целлюлозных материалов почти не уменьшается даже при длительном тепловом старении в масле и окислении последнего при условии, что неизбежный при этом рост tg 6 не приводит к электротепловому пробою и не происходит увлажнения волокнистого материала. [c.178]

Более широкими возможностями обладает разработанная нами универсальная установка Микрат-4 [37, 39, 41, 96], на которой исследования кратковременной и длительной прочности материалов проводят методами растяжения — сжатия при исследовании микротвердости и тепловой микро- [c.98]

В последние десятилетия получили распространение систематические исследования циклической прочности материалов в области малоцикловой усталости (деформации лежат в пластической области), что особенно характерно для зон концентрации напряжений. Однако недостаточно полно изученным остается вопрос о сопротивлении мапоцикповому разрушению при попигармониче-ском нагружении, в том числе при высоких температурах, когда проявление температурно-временных эффектов может инициироваться высокочастотной составляюш ей циклических напряжений. Режимы нагружения, при которых на основной процесс цикличе ского изменения напряжений накладывается переменная состав-ляюЕдая более высокой частоты, свойственны элементам тепловых и энергетических установок, лопастям гидротурбин, лопаткам газотурбинных двигателей и ряду других деталей и узлов. Исследования сопротивления малоцикловой усталости при двухчастотных режимах нагружения выполнялись в весьма ограниченном объеме и без привлечения методов, позволяющих достаточно полно охарактеризовать особенности циклического деформирования материала в упругопластической области. [c.15]

Вследствие известной ограниченности световой микроскопии (недостаточные глубина резкости и разрешающая способность) при изучении физических основ прочности материалов все чаще применяются методы прямого наблюдения за поведением дислокаций и образованием полос скольжения с помощью высоковольтного и растрового электронных микроскопов в широком диапазоне температур Эти методы тепловой электронной микроскопии, позволяющие осуществлять, например, исследование динамических свойств дислокаций in situ, вносят существенный вклад в изучение субми-кроскопических особенностей деформирования и разрушения материалов в условиях высоких и низких температур. [c.292]

Технологические особенности тепловой обработки материалов и изделий обусловливают окончательный выбор топлива п топочных устройств. Так, например, пламенные печи (мартеновские, стекловаренные, нагревательные) требуют применения топлив, дающих светящееся пламя с большой долей передачи тепла лучеиспусканием. Сжигание производится с подогревом воздуха для получения максимальных температур, поскольку отдача тепла лучеиспусканием примерно пропорциональна разности четвертых степеней абсолютных температур газа и нагреваемого материала. Шахтные печи, где сгорание топлива происходит в среде обрабатываемого материала (пересыпной метод), требуют топлив с малым выходом летучих, сохраняющих прочность при давлении столба шихты в горячей среде, термостойких, с малой реакционной способностью, во избежание появления в отходящих газах большого количества СО и других горючих газов — прямой потери от химической неполноты горения. Наоборот, газогенераторы, назначение которых вырабатывать горючие газы, должны загружаться топливом с большой реакционной способностью. Для облегчения очистки генераторных газов применяемое топливо должно быть маловлажным и небитуминозным. Оно должно быть также достаточно термостойким. Многие недостатки работы тепловых установок являются следствием неправильного выбора топлива, а также плохого хранения его и недостаточного обогащения. [c.33]

При оптимизации теплоэпергетическх установок во многих работах в качестве критерия оптимальности рассматривается или максимум тепловой экономичности или минимум суммарных расчетных затрат. В этих случаях функционалом является или выражение удельного расхода (к. п. д.) или выражение суммарных расчетных затрат. В качестве ограничений обычно рассматриваются допустимые значения давлений, температур, скоростей теплоносителей, температур стенки, пределов прочности материалов и многие другие факторы. При решении таких задач функционал и функции ограничений (все или частично) нелинейны относительно оптимизируемых переменных, причем функционал может иметь выпукло-вогнутый характер изменения. [c.56]

Точность любого критерия оценивается путем сопоставления результатов расчета и данных опыта. Известные экспериментальные далные о закономерностях деформирования и разрушения материалов при сложном напряженном состоянии весьма ограничены, что объясняется большими методическими трудностями при постановке опыта. Эти трудности значительно возрастают при проведении испытаний в условиях высоких и низких температур. По ш13ко- и высокотемпературной прочности материалов при сложном напряженном состоянии в литературе опубликованы лишь качественные результаты, практически полностью отсутствуют какие-либо данные о принципах конструирования соответствуюшдх испытательных средств. Этим вопросам во втором разделе уделено особое внимание. Здесь, в частности, подробно описаны методики и экспериментальные установки, разработанные и созданные в Институте проблем прочности АН УССР под руководством и ири непосредственном участии авторов, проведен анализ основных экспериментальных результатов по изучению законов упрочнения и критериев предельного состояния наиболее типичных представителей отдельных групп конструкционных материалов в различных условиях механического и теплового нагружения. [c.8]

Говоря О давлении пара, развиваемом в тепловой трубе ори нагрейе и испарении рабочей жидкости, нельзя не учитывать механической прочности корпуса всей трубы, особенно если такая труба работает 1в области температур выше 1000—1 500°С, где механическая прочность материалов начинает снижаться. Поэтому типичным рабочим диапазоном давлений в тепловых трубах с различным наполнением обычно считается диапазон от 0,03 до 10 бар. [c.14]

Быстрые нейтроны, действуюище на материалы (отожженная сталь 45 и др.), вызывают рашомерное повышение износостойкости и прочности материалов в отличие от облучения смесью тепловых и быстрых нейтронов. Механизм повышения механических характеристик связан с тем, что смещение в облучаемом веществе в основном вызывается действием быстрых нейтронов. Возникающие деффекты блокируют движение дислокаций при деформации металла. [c.415]

Во всех технологических процессах изготовления биметалла должно быть обеспечено прочное сцепление по всей поверхности контакта между слоями. При недостаточной прочности сцепления происходит расслоение во время гибки, штамповки, вьггяжки и других операций при изготовлении аппаратуры из биметалла. Вследствие теплосмены или термоциклирования аппаратуры из двухслойной стали создаются напряжения на границе слоев из-за различий коэффициентов теплового расширения материалов, что приводит к расслоению в наименее прочных участках. Для обеспечения прочности сцепления необходимо очистить контактные поверхности от загрязнений и оксидов. Подготовка контактных поверхностей заключается в обработке резанием и обезжиривании. При пакетном способе производства двухслойных сталей окисление поверхности соединяемых металлов предупреждается следующими способами [c.263]

При конструировании соединений заформовкой надо учитывать, что процесс остывания изделий сопровождается усадкой формуемого материала и арматуры, а приборы и их летали могут работать при перепаде температур до 120° С и более. Поэтому для заформовки следует применять материалы с близкими коэффициентами теплового расширения и проектировать соединения так, чтобы усадка и тепловые деформации не нарушали прочность деталей и соединений. В частности, по возможности надо уменьшать размеры наформовываемых деталей, а толщину пластмассовых деталей назначать такой, чтобы исключалась опасность появления трещин и разрывов. При соединении материалов с большой разностью коэ( )-фициентов теплового расширения следует применять формовку [c.400]

При затвердевании расплавленного материала слабые адге знойные связи заменяются прочными химическими связями, соответствующими природе соединяемых материалов и типу их кристаллической решетки. При сварке плавлением вводимая энергия (обычно тепловая) должна обеспечивать расплавление основного и присадочного материалов, оплавление стыка, нагрев кромки и т. д. При этом происходит усиленная диффузия компонентов в расплавленном и твердом материалах, их взаимное растворение. Эти процессы, а также кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны (или припоя) обеспечивают объемное строение зоны сварки, что обычно повышает прочность сварного соединения. [c.13]

Инженерные объекты различного назначения (машины, приборы, здания, корабли, самолеты и т. д.) должны отвечать ширшсому кругу требований, выполнение которых обеспечит их надежную и эффективную эксплуатацию. Важнейшими, а в ряде случаев определяющими являются требования достаточной прочности и жесткости конструкции. Здесь под прочностью понимается способность конст]эукции не разрушаться, а под жесткостью — сохранять в определенных пределах свою форму. Вместе с этим конструкция должна удовлетворять и определенным экономическим требованиям. Современные нормы проектирования позволяют найти известный компромисс между взаимно противоречивыми требованиями надежности и экономичности. Следовательно, конструкция, выполненная из конкретного материала, должна успешно сопротивляться внешним воздействиям силовым, тепловым, радиационным и т. п. Инженерная дисциплина, в которой рассматриваются экспериментальные и теоретические основы методов оценки прочности и жесткости конструкций с одновременным учетом требований экономичности, получила название сопротивления материалов. [c.7]

Сравнительные испытания материалов преследуют несколько целей. Во-первых, устанавливаются усредненные в национальных масштабах значения прочности и деформационных характеристик для каждой из марок того или иного материала, включая подварианты этих материалов после различного вида физико-химических, тепловых, радиационных и др. воздействий, в том числе в условиях их различных сочетаний и последовательностей. Эти сведения накапливаются в общегосударственных, отраслевых и внутрифирменных справочниках и нормативных документах. Они нужны в проектных организациях, а также в государственных контрольноревизионных службах. [c.47]

Графит -один из перспективных материалов высокой -л-яропрочн.ости Уникальной особенностью графита являегся увеличение модуля упругости и прочности при нагреве. До температуры 2200...2400 С прочносго графита повышается максимально на 60% и лишь при более высоких температурах ок теряет прочность. Графит, не плавясь, возгоняется при температуре около 3800 С. При нагреве графит мало расширяется, хорошо проводит тепло и поэтому устойчив против тепловых ударов. [c.139]

Внешние воздействия оказывают более существенное и сложное влияние на полимеры, чем на металлы. Так, при незначительном изменении температуры полимеры из стеклообразного состояния переходят в высокоэластическое и вязкотекучее и наоборот. Поэтому в связи с переходом основной части работы треняя в тепловую энергию управление температурой в зоне контакта полимерных материалов представляет собой актуальную и трудную задачу. Влияние дефектов поверхности на прочность полимеров значительно сильнее, чем у металлов. Это требует внимательного отношения к условиям контактного [c.91]

Основными требованиями, предъявляемыми к конструкционным металлам и сплавам являются прочность и пластичность, высокие упругость и износостойкость, жаростойкость и жаропрочность, стойкость к криогенным температурам, высокая коррозионная стойкость, стойкость к тепловым ударам и перегрузкам, технологичность, стойкость к радиационому облучению, экономичность. Непременным требованием, предъявляемым ко всем авиационным материалам, является их высокий коэффициент качества, т. е. отношение величины данной характеристики материала к плотности. [c.261]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...