Упругие постоянные металлов

Упругие постоянные металлов с ГЦК и ОЦК структурами [72 7Б] [c.61]

Современные радиотехнические методы позволяют поддерживать и отсчитывать частоту с очень большой точностью (до сотых и тысячных долей процента). Следовательно, точность определения упругих постоянных металла ограничивается ошибками измерения геометрических размеров и плотности образцов. Как известно, эти ошибки сравнительно простыми средствами могут быть сведены до очень небольших величин. Поэтому точность определения упругих постоянных металлов радиотехническими методами превосходит точности, которые дают другие методы. [c.68]

УПРУГИЕ ПОСТОЯННЫЕ МЕТАЛЛОВ [c.393]

УПРУГИЕ ПОСТОЯННЫЕ МЕТАЛЛОВ 397 [c.397]

Правда, сразу же необходимо отметить, что экспериментальные данные по прочности нитевидных кристаллов отличаются значительным разбросом, а получаемая прочность нитевидных кристаллов того или иного металла, как уже отмечалось, сильно зависит от размера уса и количества дефектов. Поэтому нами были взяты максимальные значения прочности на разрыв для нитевидных кристаллов ряда металлов с ГЦК, ГП и ОЦК решеткой (фиг. 23). Сразу же можно отметить, что экспериментальная прочность хрома, кобальта и никеля далеко не предельная. Видимо, испытанные усы содержали еще значительное число дефектов. Если учесть, что у хрома и железа одинаковая кристаллическая решетка, а силы связи у хрома, оцениваемые величиной F, выше, чем у железа, то очевидно, что и нитевидные кристаллы хрома должны быть прочнее кристаллов железа. Однако пока еще кристаллы хрома получены весьма низкой прочности. Значения Отах для хрома (фиг. 23, табл. 24) подсчитаны по упругим постоянным обычных монокристаллов [188]. [c.107]

Для количественной оценки энергии и сил межатомной связи в кристаллических телах могут быть использованы энергия сублимации, среднее квадратичное амплитуды тепловых колебаний, температура плавления, характеристическая температура (температура Дебая), параметры диффузии, упругие постоянные и другие физические величины. Однако при решении проблемы прочности не все они равноценны, так как по-разному связаны с механизмом пластической деформации и разрушения металлов. [c.9]

Проведенные исследования в этой области дали положительные результаты для определения упругих постоянных латуни, сплавов железа и алюминия, монокристаллов германия и кремния, никеля, твердых растворов меди и поликристаллического сплава магний— кадмий. Ультразвуковые методы позволяют определять модули Юнга и сдвига на одном и том же образце, что открывает большие возможности для исследования упругих постоянных экспериментальных сплавов и установления для них взаимосвязей модулей с другими характеристиками межатомного взаимодействия. Так же как и при контроле жидкостей, скорость распространения ультразвука в жидких металлах в основном определяется величиной коэффициента адиабатической сжимаемости, а последний -относится к числу физических величин, которые в значительной степени зависят от строения жидких металлов. Поэтому, зная скорость, распространения ультразвуковых колебаний в данном металле, можно рассчитать величину модуля Юнга, модуля Пуассона и модуля сдвига. Для точного измерения интервала между ультразвуковыми импульсами достаточно иметь длину образца, равную 25 мм. [c.223]

Для материалов, упругие свойства которых одинаковы во всех направлениях, упругие постоянные и ц полностью характеризуют эти свойства. Такие материалы называются изотропными. С достаточной для целей практики точностью к ним могут быть отнесены сталь и другие металлы, большинство естественных камней, бетон, каучук, неслоистые пластмассы. [c.36]

Возникает вопрос, какие особенности характерны для упругих постоянных аморфных металлов и в чем состоит их отличие от упругих постоянных кристаллических металлов Для ответа на этот вопрос прежде всего рассмотрим некоторые экспериментально определенные упругие постоянные кристаллических и аморфных металлов, приведенные в табл. 8.Ь К сожалению, из-за того, что аморфные металлы обычно получаются только в виде тонкой ленты, проведено довольно мало экспериментов по определению упругих постоянных аморфных металлов, а поскольку точность этих экспериментов низка, можно лишь качественно судить об их величине. Все же из таблицы видно, что модуль сдвига G аморфного сплава меньше на 30% и более, чем модуль сдвига того кристаллического металла, который является основой сплава. Такая же закономерность наблюдается и в отношении модуля Юнга. Во всех случаях модуль Юнга Е, модуль сдвига G, модуль объемной упругости В аморфных сплавов на 30—50% меньше, чем аналогичные величины для кристаллических металлов, входящих в соответствующий сплав в качестве его основы. [c.224]

Композиционный материал обладает существенным рассеянием свойств, поэтому оказывается необходимым определять упругие постоянные для каждой испытуемой оболочки. Число образцов оказывается значительно большим, чем при исследовании металлов. [c.150]

Особенно примечательно, что Гийом Вертгейм в возрасте двадцати пяти лет, новоприбывший в Париж иностранец с законченным год назад медицинским образованием, будучи просто частным лицом, смог всего лишь за три коротких года, выполнив все единолично, заложить экспериментальные основы для сравнительного изучения констант упругости пятнадцати металлов и шестидесяти четырех сплавов, испытанных для установления плотности, состава, чистоты, предела упругости, предельного сопротивления, максимального удлинения и постоянных упругости, которые определялись из динамических опытов на продольные и поперечные колебания, а также квазистатических испытаний, с разгрузкой из каждой области деформации, вплоть до разрушения как для протянутых, так и отожженных металлов. Если к этому добавить, что его эксперименты с чистыми металлами были проведены при комнатной [c.290]

Постоянная v, называемая коэффициентом Пуассона или пуассоновым отношением, является второй константой, характеризующей упругие свойства изотропного материала. Величины и v называются упругими постоянными (или упругими константами) материала. Для многих металлов V близко к 0,3. Вообще же для всех материалов [c.67]

Изменение коэффициента Пуассона V в области перехода от упругих деформаций к пластическим. Предыдущий краткий обзор работ об упругих постоянных можно дополнить несколькими замечаниями об увеличении коэффициента Пуассона V металлов, сопровождающем постепенное развитие в них остаточных деформаций в процессе одноосного растяжения или сжа- [c.50]

Модуль упругости Е является физической постоянной металла и на диаграмме растяжения характеризует крутизну подъема кривой деформации. Чем больше модуль упругости Е, тем меньшую деформацию получает металл при одинаковом напряжении и тем больше его жесткость. Каждый металл имеет определенный модуль упругости,- сравнительно мало зависящий от структуры металла и его обработки. Численное значение модуля упругости Е для различных материалов составляет [c.120]

При расчетах на прочность в случае необходимости учета упругой анизотропии металла может быть использован аппарат теории упругости ортотропногв тела [12], для чего необходимы экспериментальные данные о полном комплексе упругих постоянных металла в рассматриваемом структурном состоянии. [c.130]

В 1848 г. Персон (Person [1848,1]) попытался использовать данные Вертгейма по модулям, полученные четырьмя годами ранее, чтобы установить эмпирическую связь между упругими постоянными металлов и их скрытой теплотой плавления. Он предполагал, что отношение модулей упругости для элементов равно отношению значений для них скрытой теплоты плавления. Так, для цинка и олова он получил 2,17 как отношение модулей упругости и 1,97 как отношение значений скрытой теплоты плавления для цинка и свинца эти отношения соответственно были 4,80 и 5,23 для олова и свинца равнялись 2,20 и 2,65 и для цинка и висмута были равны 2,28 и 2.22 (данные Вертгеймана из работы [1844, 1 (a)]). [c.526]

Скорости распространения всех этих упругих волн зависят наряду с другими факторами от упругих постоянных и плотности тела, так что динамические значения упругих постоянных можно определить по скорости распространения. Если тело не вполне упруго, часть энергии волны напряжения рассеивается в процессе распространения в среде и, как показано в главе V, величину этого затухания можно поставить в соответствие с внутренним трением, определенным иным путем. Несколько измерений скорости распространения и затухания синусоидальных волн было проведено при низких частотах на образцах в форме полос и нитей, причем определяющей упругой постоянной здесь является модуль Юнга. При высоких частотах импульсы расширения и искажения возбуждались в массивных блоках материала. Преимущества, которыми обладают методы распространения волн по сравнению с другими методами, описанными ранее, состоят, во-первых, в том, что необходимая область частот может быть перекрыта на одном образце, во-вторых, в том, что при измерении внутреннего трения этим методом легче уменьшить внешние потери на опорах, и, наконец, в том, что в нерассеивающей среде метод позволяет достигнуть чрезвычайно высокой степени точности. Бредфилд [14] установил, что упругие постоянные металлов можно измерить с помощью ультразвуковых импульсов с точностью до 1/400000. [c.132]

Введение. В первом издании своей классической монографии Теория металлов Вильсон [1J писал Напрасно так много внимаипя уделялось сопротивлению металлов, которое является, пожалуй, одним из наименее характерных свойств вещества, так как оно очень сложным образом зависит от распределения электронов и упругих постоянных . Эту точку зрения можно считать справедливой и в настоящее время, хотя Л1ы не должны забывать, что способность к проводимости электрических зарядов является одним из самых удивительных и важных свойств металлов. [c.153]

Строго говоря, при изотермическом [W = F = U — T(,s) и адиабатическом W = U) процессах деформирования одного и того же изотропирго тела ёго упругие постоянные несколько отличаются по величине. Например, для различных металлов при температуре 20° С в случае адиабатического и изотермического процессов деформирования соотношение меледу модулями объемного сжатия и k следующее [c.64]

Из выражений (8.32), (8.36), (8.38) следует, что упругие постоянные Срд равны вторым производаым внутренней энергии по деформациям. Поэтому подстановка теоретических соотношений для энергии связи в эти выражения позволяет найти теоретические значения упругих характеристик. Подобные расчеты были проведены недавно [43] для ряда металлов, причем расхождение расчета с экспериментом оказалось порядка 15—20% (для А1 и Na). [c.201]

Пзначительно меньшей по сравнению с упругой постоянной другой поверхности, то в этом случае при расчете контактных деформаций последней постоянной можно пренебречь. Это в первую очередь относится к парам трения полимер — металл и некоторым парам цветные металлы и сплавы — черный металл. [c.59]

Интересные данные при послойном определении модуля упругости в плазменных металлических покрытиях получены Л. И. Дех-тярем, В. С. Лоскутовым и др. [81]. Результаты испытаний на оригинальных установках показали, что при послойном осаждении нихрома и вольфрама величины модуля упругости постоянны по толщине каждого слоя и незначительно (на 1—8%) изменяются в различных слоях из одного и того же материала. Факторы, влияющие на температурное состояние частиц напыляемого покрытия, оказывают более существенное воздействие на характеристики упругости плазменных покрытий, чем факторы, определяющие температурное состояние основного металла [81]. [c.53]

Вообще говоря, поле напряжений у вершины трещины в анизотропной пластине включает составляющие Ki п Ки- Однако в настоящее время испытания проводят, как правило, при ориентациях, исключающих одну из этих составляющих это прежде всего относится к ортотропным материалам, которые ориентируют таким образом, чтобы нагрузка была параллельна одной главной оси, а трещина—другой. В таких условиях значительная анизотропия, свойственная некоторым композитам, может привести к явлениям, не наблюдающимся у обычных металлов. Так, при растяжении образцов с направленным расположением упрочнителя часто наблюдают продольное расщепление (рис, 8). Его может и не быть, если поперечная и сдвиговая прочности достаточно высоки [5] тем не менее, этот возможный тип разрушения материалов необходимо учитывать. Кроме того, приложение одноосных растягивающих напряжений к образцу с поперечным расположением слоев приводит к появлению локальных межслоевых напряжений т,2у и нормальных напряжений Ozzt перпендикулярных плоскости образца [35], что показано на рис. 9. Ориентация и значения величин Он и Тгу зависят от порядка укладки слоев, упругих постоянных каждого слоя и величины продольной деформации. Значительные межслоевые растягивающие а г. и сдвиговые х у напряжения могут привести к расслаиванию [11, 35], которое опять-таки является особенностью анизотропных слоистых материалов. Последний пример относится к поведению материала с поверхностными трещинами. В изотропных материалах трещина распространяется, как правило, в своей исходной плоскости (рис. 10, а). У слоистых материалов прочность связи между слоями обычно мала, и они обнаруживают тенденцию к расслаиванию по глубинным плоскостям (рис. 10,6). Три этих простых примера приведены здесь, чтобы проиллюстрировать некоторые из различий между гомогенными изотропными материала- [c.276]

Обычно считают, что аморфные металлы вследствие их структурных особенностей являются упругоизотропными телами. Поэтому, если для кристаллических тел, например для кубических кристаллов, вводятся три независимых упругих постоянных , то для описания аморфных металлов можно обойтись лишь одной упругой постоянной. [c.223]

Известно, что для твердого тела, в котором учитываются только силы кулоновского взаимодействия между атомами (твердое тело Коши), величина B/G должна составлять 1,7. Согласно табл. 8.1 для аморфных металлов B/G больше чем 1,7. Это обстоятельство отражает тот факт, что для аморфных металлов характерна межатомная связь некулоновской природы, а именно, металлическая связь. То, что упругие постоянные аморфных металлов меньше со-ответствуюш их упругих постоянных кристаллических металлов, можно объяснить, на основе схемы, приведенной на рис. 8.1, из которой видно, что средняя сила межатомного взаимодействия в аморфном состоянии мбньше, чем в кристаллическом. [c.225]

Резонансный метод определения модулей упругости широко распространен при исследованиях температурных зависимостей модулей упругости Цоликристаллических металлов. Собственную частоту колебаний измеряют обычно на стержневых образцах постоянного сечения. Модуль упругости определяют как при продольных, так и при изгибных колебаниях. В случае продольных колебаний поперечные сечения стержня остаются плоскими, перпендикулярными его оси и смещаются вдоль оси стержня. Скорость распространения продольной упругой волны в стержне, поперечные размеры которого малы по сравнению с длиной волны X, связана с модулем упругости формулой [c.207]

В. Вертгейм (W. Wertheim, 1815—1861) ), в частности, уделил такого рода определениям особенно большое внимание, и полученные им результаты еще и до сих пор весьма часто приводятся в учебниках физики. Сначала он принял гипотезу одной упругой постоянной, и в его первой статье приводятся значения модуля растяжения для различных материалов ). В основу им были положены не только статические испытания на растяжение, но также и опыты по продольным и поперечным колебаниям. Он нашел 1) что для одного и того же металла всякая обработка (ковка, прокатка), увеличивающая плотность, увеличивает вместе с том и модуль 2) что значение модуля, полученное из вибрационных [c.265]

Институте инженеров путей сообщения и таким образом оказывал большое влияние на м атематическую подготовку молодых русских инженеров. А. Т. Купфер много вложил в экспериментальное изучение упругих свойств конструкционных материалов. В 1849 г. в России была основана центральная палата весов и мер и А. Т. Купфер был назначен первым директором этого учреждения. Он интересовался физическими свойствами металлов, поскольку они могли оказать влияние на эталоны измерения. Результаты его работ были опубликованы в годичных отчетах Центральной физической обсерватории за 1850—1861 гг. Относительно этих работ И. Тодхантер и К. Пирсон отмечают, что вероятно, нет более полезных и исчерпывающих экспериментов, чем те, которые были проделаны А. Т. Куп-фером по определению упругих постоянных при колебаниях и по влиянию температуры [на упругие свойства материала ). За работу по определению влияния температуры на модуль упругости металлов А. Т. Купфер получил в 1855 г. премию, учрежденную Гёттингенским королевским обществом. В 1860 г. А. Т. Купфер опубликовал книгу в которой были собраны все его многочисленные экспериментальные исследования. В предисловии он обращает внимание на большое значение, которое должно получить существование общегосударственного института по изучению упругих свойств и прочности строительных материалов. Он утверждает, что публикацией сведений, касающихся полезных свойств металлов, будут снабжаться инженеры-конструкторы. Эта деятельность могла также оказать благотворное влияние на улучшение качества материалов, поскольку компании будут стремиться улучшить свою продукцию с целью расширения рынка сбыта . [c.657]

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]

Рассматриваются следующие механические свойства двух-, трех- и многокомпонентных стекол прочность на растяжение, прочность по сошлифовыванию, упругие постоянные и внутреннее трение. Приводятся результаты опытов по упрочнению стекла методом травления его в растворах кислот, термообработки в расплаве солей и закалки в струе воздуха, в жидкостях и расплавах металлов. [c.2]

Исследования металлов в последние годы связаны главным образом или с точным определением упругих постоянных, или с изучением различных механизмов внутреннего трения. Исследования последнего типа были обсуждены в конце гл. V, причем, как было показано, результаты наблюдений хорошо согласуются с теоретическими выводами Зенера относительно потерь энергии вследствие теплопроводности. Зенер [163] дал общий обзор потерь, вызванных внутренним трением, и рассмотрел типы наблюдаемых спектров времен релаксации. [c.146]

Сам Цвикки признает, что резкой грани между этими двумя группами свойств не существует. Так, например, известно, что упругие постоянные или коэффициенты теплового расширения сильно изменяются при возрастании температуры. Порядок изменения этих величин может достигать 25—50%, если металл нагревается от комнатной температуры до температуры плавления. Возможно, что некоторые из структурно нечувствительных свойств меняются при возрастании температуры и становятся структурно чувствительнылга при высоких температурах. [c.78]

Важнейшие анизотропные материалы имеют кристаллическое строение. В случае наиболее общей анизотропии (называемой также аэлотропнен) тензор модулей упругости ,1 имеет 21 независимую компоненту. Соотношения между компонентами тензора упругости для различных кристаллических систем получаются из условий упругой симметрии. Благодаря им для материалов с различным кристаллическим строением уменьшается число независимых упругих постоянных. Большинство металлов имеют гексагональное или кубическое кристаллическое строение с пятью или тремя независимыми упругими постоянными. [c.58]

Коэффициент поперечной деформации л, так же как и модуль упругости Е, является характеристикой упругих свойств мате риала. Для материалов, упругие свойства которых одинаковй во всех направлениях, упругие постоянные и л полностью характеризуют эти свойства. Такие материалы называют изотропными. С достаточной для целей практики точностью к ним могут быть отнесены сталь и другие металлы, большинство естественных камней, бетон, каучук, неслоистые пластмассы. [c.39]

Расчет величины опорной поверхности F on виброобкатанных поверхностей видов I, II, III может производиться по формулам, приведенным в табл. 1, при этом принимаются следующие упрощающие предполол<ення 1) заготовка считается идеальным круговым цилиндром 2) величина h считается постоянной для принятого режима виброобкатывания наплывы у краев канавки и упругое последействие металла не учитываются. [c.57]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...