Действием напряжения

тем легче, чем больше дислокаций будет в металле. В металле, в котором нет дислокаций, сдвиг возможен только за счет одновременного смещения всей части кристалла1. В случае, если под действием напряжений дислокации не зарождаются, то прочность бездислокационного металла должна быть равна теоретической.

действием напряжений усиливает коррозионное растрескивание. Этим объясняется меньшая стойкость против коррозионного растрескивания сталей с не-устойчиным аустенитом. Нечувствительны стали к коррозионному растрескиванию с 30—40% Ni.

в дислокационное кольцо. В то же время обе концевые части спиралей, сливаясь, дают дислокацию А—А, в исходном состоянии. Далее под действием напряжений процесс начинается снова, дислокация как бы возвращается в начальное положение и т. д.

Кривая 1 характеризует поведение (деформацию) металла под действием напряжений а, МПа, величина которых является условной (a = P/F0). До точки А деформация пропорциональна напряжению. Тангенс угла наклона прямой ОА к оси абсцисс характеризует модуль упругости материала Е = о/б (б — относительная деформация). Модуль нормальной упругости Е определяет жесткость материала, интенсивность увеличения напряжения по мере упругой деформации. Физический смысл Е сводится к тому, что он характеризует сопротивляемость металла упругой деформации, т. е. смещение атомов из положения равновесия в решетке. Модуль нормаль-

Оптнко-полярпзацнонный метод изучения напряжений основан на свойстве многих прозрачных упругих материалов (акрилатов, полистролов, эпоксидов, фторопластов) становиться двоякопреломляющими под действием напряжений. Обычно определяют напряжения на плоских образцах. Образец, изготовленный из оптически активного материала, устанавливают в пучке поляризованного света и рассматривают через второй поляризатор (а н а л и з а т о р), скрещенный с первым. В качестве поляризаторов вместо призм, склеенных из природных двоякопреломляющих кристаллов (исландский шпат), сейчас применяют более дешевые и удобные поляроиды Ленда (одноосно растянутые и обработанные иодом листы поливинила), которым можно придать практически неограниченные размеры.

Метод фотоупругих покрытий позволяет исследовать напряжения непосредственно на плоских поверхностях деталей. Поверхность покрывают тонкой пленкой оптически активного вещества (эпоксидные смолы) и нагружают. Под действием напряжений, возникающих в поверхностном

Местные искажения решетки наступают при приложении внешних нагрузок, а также в зонах действия внутренних напряжений. Возникновение Дислокаций может вызвать появление новых дислокаций на смежных участках. Существуют источники самопроизвольного возникновения дислокации: две совместившиеся линейные дислокаций образуют под действием напряжений непрерывно действующий генератор дислокаций (источники Франка-Рида).

При более высоких температурах титан активно соединяется с Тазами с образованием стойких оксидов, нитридов, гидридов и карбидов, снижающих прочность и вызывающих охрупчивание металла. Процесс усиливается, если металл находится под действием напряжений.

Выходя за пределы зерна, трещина скачкообразно расширяется, превращаясь в макротрещину, и меняет направление, продвигаясь по наиболее слабым участкам1 материала примерно перпендикулярно действию максимальных растягивающих напряжений (рис. 169, в). Развитие трещины ускоряется из-за возникающей у ее основания резкой концентрации напряжений. Нагрев, происходящий при локальном разрушении, размягчает металл и, в свою очередь, облегчает распространение трещины. Макротрещина может расти под действием напряжений, гораздо более' низких, чем напряжения, потребные для преодоления межзеренного барьера, причем напряжения, необходимые для распространения трещины, уменьшаются по мере ее роста.

Под действием напряжений стенки отливок деформируются, как показано на виде е (случай перегородки, застывающей позже). Величину напряжений можно значительно снизить, если придать отливке податливость в направлении усадки. Например, для уменьшения усадочных напряжений по оси х целесообразно делать криволинейными перегородку (вид ж) или перегородку и горизонтальные стенки (видх з) или вводить усадочные буфера (вид к). Для уменьшения усадочных напряжений одновременно по осям х т у следует придавать перегородке и стенкам двоякосводчатую форму.

Измерение нагрузок, в частности крутящих моментов, возможно магнитоупруги-ми датчиками, принцип работы которых основан на изменении магнитной проницаемости ферромагнитных материалов под действием напряжений.

Напряжение, величина которого находится в заштрихованном интервале, деформирует металл во времени. Это явление, т. е. деформация образца во времени под действием напряжения, постоянного по величине, называется ползучестью.

Рис. 27. Схемы упругой и плат нческой деформации металла под действием напряжения сдвига т:

которого соединена с электронным усилителем 5, а другая со щеткой 10 потенциометра 6, находящегося под действием напряжения постоянного тока электрической сети. В результате такого соединения в усилитель 5 подается разность напряжений f/t — U0, которая при стационарном режиме агрегата равна нулю, вследствие чего электромагнитный регулирующий орган 8 остается в покое. При изменении угловой скорости коренного вала агрегата напряжение (Д увеличивается или уменьшается, происходит рассогласование, между величинами ?/х и (70, сердечник 7 регулирующего органа приходит в движение и заслонка 9 опускается'или поднимается, регулируя тем самым подачу топлива в'двигатель.Одновременно С этим одна ИЗ пружин, П' или 11", натянутых предварительно одинаково, растягивается сильнее, а другая уменьшает свое предварительное натяжение, вследствие чего вызванная рассогласованием напряжений сила сердечника 7 уравновешивается.

рис. 40, а показана схема регулирования угловой скорости вала теплового двигателя с использованием тахогенератора /, т. е. электрического генератора постоянного тока, который дает напряжение U, пропорциональное угловой скорости вала регулируемой машины. Одна клемма тахогенератора соединена с усилителем 2, a другая — с щеткой потенциометра 3, находящегося под действием напряжения постоянного тока электрической сети. В результате такого соединения в усилитель 2 подается разность напряжений U—?/н. Щетка потенциометра устанавливается так, чтобы напряжение ?/н было равно U при заданном значении скорости установившегося движения. Тогда разность напряжений U—?/н при установившемся движении равна нулю, а штой электромагнита 4 остается неподвижным.

Чтобы вычислить у, заметим, что диагональ АС — dy удлиняется на СС'. Это удлинение складывается из удлинения диагонали АС под действием растягивающего напряжения оу (это слагаемое равно dy dy/E) и из удлинения ее под действием напряжения oj = \ау\, сжимающего диагональ BD (соответствующее удлинение равно — \idya Х/Е). •

Чувствительный элемент системы регулирования угловой скорости вала машины может быть выполнен не только как центробежный маятник. К настоящему времени разработано много других видов чувствительных элемен- Рис. 89. тов. На рис. 89 показана схема регулятора непрямого действия с тахогенератором 1, т. е. электрическим генератором постоянного тока, который дает напряжение U, пропорциональное угловой скорости вала регулируемой машины. Одна клемма тахогенератора соединена с усилителем 2, а другая с щеткой потенциометра 3, находящегося под действием напряжения постоянного тока электрической сети. В результате такого соединения в усилитель 2 подается разность напряжений U — ?/„. Щетка потенциометра устанавливается так, чтобы напряжение UH было равно U при заданном значении скорости установившегося движения. Тогда разность напряжений U — UH равна нулю, и шток электромагнита 4 остается неподвижным.

Однако большую значимость и практическое применение данное явление нашло после использования его при повышенных температурах [14]. Исследуя сплавы цинка с 15—25 % А1, было обнаружено, что при определенном сочетании температуры и скорости деформации сплав Zn+22 % А1 при температуре 250 °С и скорости 0,028 с-' удлиняется до 2000 % под действием напряжения течения около 100 МПа. По предложению А. А. Бочвара термин «сверхпластичность» получил мировое признание.

Рис. 4.2. Деформация близлежащих элементов четного (/) и нечетного (2) слоев под действием напряжения alt не совпадающего с главным направлением орто-тропии:

Для специфических условий нагружения это явление принято обозначать другими терминами, например, коррозионное растрескивание стали в щелочных средах называют каустической или щелочной хрупкостью, разрушение латуней во влажной атмосфере— сезонным растрескиванием; аналогичны коррозионному растрескиванию хрупкие разрушения металлов, происходящие вследствие проникновения по границам зерен легкоплавких примесей. Диффузия легкоплавкого металла вдоль границ зерен сплава, находящегося под действием напряжения и температуры, близкой к температуре плавления диффундирующего металла, приводит также к снижению прочности и пластичности основного металла. Этот вид порчи материала иногда называют легированием под напряжением. Развивающееся во времени в металлах разрушение при наводороживании, называемое водородным растрескиванием, в некоторой степени можно отнести к категории коррозионных разрушений, хотя чаще его классифицируют как замедленное разрушение. Во всяком случае, когда в процессе коррозионного воздействия освобождаются атомы водорода и материал чувствителен к водородному охрупчива-нию, разрушение значительно ускоряется.

Рис. 1.28. Деформация кристалла под действием внешней сдвигающей силы: «-ненапряженный кристалл: б— упругая деформация, обусловленная напряжением сдвига, не превышающим предел текучести; в — возникновение пластического сдвига (скольжения) по плоскости S под действием напряжения, превышающего предел текучести; г — остаточная деформация — смещение одной части решетки относительно другой после снятия внешнего напряжения

Действием внутренних напряжений: а — внутренние напряжения приложены несимметрично относительно среднего сечения подложки АЛ; б — изгиб подложки под действием напряжений растяжения в пленке; в — изгиб подложки под действием напряжения сжатия в пленке