Действием нормальной

Хрупкое разрушение не сопровождается заметной пластической макродеформацией и происходит при действии средних напряжений, не превышающих предела текучести. Траектория разрушения близка к прямолинейной, излом нормален к поверхности и имеет кристаллический характер (рис. 13.38, в). Хрупкое разрушение, как правило, внутрикристаллическое. Разрушение происходит под действием нормальных напряжений и распространяется вдоль наименее упакованной кристаллографической плоскости, называемой плоскостью скола (отрыва). При некоторых условиях хрупкое разрушение бывает межкристаллитным (например, при водородной хрупкости). Хрупкое разрушение.

В месте отрыва заметной остаточной деформации металла не наблюдается. Отрыв вызывается действием нормальных напряжений.

При встрече этих дислокаций возникает новая, расположенная в плоскости (100): l/2a [111] + \12а [Ш] —»• а [001]. Многократное повторение этого взаимодействия приводит к слиянию новых дислокаций д[001], что, в конце концов, вызывает образование зародышевой трещины. Схема Коттрелла не требует наличия барьеров для дислокации в исходном состоянии. Барьеры, а затем дислокационные скопления и трещины образуются в результате пластической деформации. Иногда трещина образуется не у вершины скопления, а внутри него. Отрыв по плоскости скольжения происходит под действием нормальных напряжений. Они возникают в результате искривления плоскостей скольжения дислокациями, располагающимися в других плоскостях. Искривление поверхности скольжения при сдвиге вдоль нее вызывает появление нормальных напряжений. Эта схема, предложенная В. Л. Инденбомом, реализуется после значительной пластической деформации.

Рис. 53. Схема деформации монокристалла металла под действием нормальных и касательных напряжений:

При встрече этих дислокаций возникает новая, расположенная в плоскости (100): \12а [111] + 1/2а [111] -» a [001]. Многократное повторение этого взаимодействия приводит к слиянию новых дислокаций а[001], что, в конце концов, вызывает образование зародышевой трещины. Схема Коттрелла не требует наличия барьеров для дислокации в исходном состоянии. Барьеры, а затем дислокационные скопления и трещины образуются в результате пластической деформации. Иногда трещина образуется не у вершины скопления, а внутри него. Отрыв по плоскости скольжения происходит под действием нормальных напряжений. Они возникают в результате искривления плоскостей скольжения дислокациями, располагающимися в других плоскостях. Искривление поверхности скольжения при сдвиге вдоль нее вызывает появление нормальных напряжений. Эта схема, предложенная В. Л. Инденбомом, реализуется после значительной пластической деформации.

химическое взаимодействие металла трущихся поверхностей с компонентами окружающей среды. В результате на поверхности деталей появляются пленки (продукты коррозии), которые истираются под действием нормальных сил и сил трения и снова возобновляются. Этот вид повреждения поверхностей называется коррозионно-механическим изнашиванием. При наличии коррозии износостойкость деталей машин существенно уменьшается. Коррозия * является причиной преждевременного разрушения многих машин.

нии на срез углепластики на основе волокон, вискеризованных нитевидными кристаллами карбида кремния, разрушались не путем среза, а под действием нормальных напряжений. Фактическая прочность при сдвиге этих материалов достигала 140 МПа.

Механизм разрушения определяют по виду излома, поскольку поверхность трещины однозначно отражает процессы, происходящие при ее образовании. Скол соответствует разрыву атомных связей под действием нормальных напряжений. Ямочный излом, образованный путем слияния пор, свидетельствует о разрыве связей под действием касательных напряжений.

Сколом принято называть расщепление кристаллов по атомным плоскостям под действием нормальных напряжений.

Испытания на растяжение являются наиболее простым методом определения прочностных и пластических характеристик, так как этим способом в области равномерной деформации проще всего достигается одноосное напряженное состояние. Одноосность напряженного состояния сохраняется только до образования шейки, когда материал находится под действием нормальных и касательных напряжений. При растяжении величина максимальных касательных напряжений составляет половину от максимальных нормальных растягивающих. Такое испытание называется «жестким», а напряженное состояние характеризуется коэффициентом жесткости

Подрастание усталостной трещины происходит в тот момент, когда энергия пластической деформации у кончика трещины исчерпана в некотором объеме материала и поступающая к вершине трещины энергия в цикле нагружения может быть релаксирована только на формирование свободной поверхности. Прирост трещины внутри мезотуннеля осуществляется в результате разрушения материала под действием нормальных и касательных напряжений при поперечном сдвиге (см. главу 3). Соотношение между микросдвигом и отрывом позволяет выразить единичный прирост (за цикл нагружения) усталостной трещины следующим образом:

Долговечность, рассчитываемая по п. 8, соответствует 90% -ной надежности и распространяется на обычные подшипниковые стали при нормальных условиях эксплуатации (правильной установке подшипника, правильном способе смазки, защите от проникновения инородных тел, в случае, когда подшипник находится под действием нормальной нагрузки и не подвергается воздействию экстремальных температур) .

В состоянии покоя под действием нормальной силы N колесо и плоскость деформируются. В процессе деформирования длина дуги между точками С и D у колеса уменьшается, так как в его поверхностных слоях возникают напряжения сжатия, а у плоскости увеличивается, так как в ее поверхностных слоях возникают напряжения растяжения.

6е. Трение качения возникает при перекатывании одной поверхности по другой. На рис. 54 изображено круглое тело 1, находящееся под действием нормальной силы Р"г и вращающего момента М1а. Если бы между телами отсутствовала сила F сцепления, то тело / вращалось бы при неподвижном центре О. При действии силы трения F наблюдается перекатывание и возникает момент Мк пары сил сопротивления, называемый моментом пары сил трения качения. Такая пара сил может быть представлена в виде силы F&,

Долговечность, рассчитываемая по п. 8, соответствует 90%-ной надежности и распространяется на обычные подшипниковые стали при нормальных условиях эксплуатации (правильной установке подшипника, правильном способе смазки, защите от проникновения инородных тел, в случае, когда подшипник находится под действием нормальной нагрузки и не подвергается воздействию экстремальных температур).

Проверка прочности вала червяка. Вал червяка испытывает сложное напряженное состояние под действием нормальной силы Рп и соответствующей ей силы трения ^Рп. На рис. 17.7 представлены составляющие этих сил по трем взаимно ортогональным направлениям. Относя эти составляющие к центру среднего поперечного сечения вала червяка и пользуясь принципом независимости действия сил, составим для каждой из них соответствующие расчетные схемы вала и эпюры нагрузок.

микромеханическими, так как он пытался найти лишь вид связи напряжений с деформациями в композите, а не локальные распределения напряжений и деформаций. При формулировке граничных условий в задаче о поведении композита под действием нормальной нагрузки, перпендикулярной волокнам, Хуанг принял два весьма ограничительных предположения: 1) армирующие волокна считались настолько жесткими, что на их границе выполнялись условия равенства нулю нормальных перемещений и напряжений; 2) волокна предполагались ориентированными в направлении одной и той же оси и распределенными внутри композита случайным образом, так что материал _в целом являлся трансверсально изотропным.

твердость, И. В. Крагельский рассматривает следующим образом [43]. В первые моменты относительного скольжения тел под действием нормальной нагрузки происходит их качение по микроскопическим пятнам контакта отдельных микронеровностей. На этой стадии идет, в основном, обтекание пластически деформируемым металлом микронеровностей более твердого контртела (рис. 28, а). В результате деформации микронеровностей или изнашивания пленок они могут разрушаться. Это приводит к тому, что по отдельным микронеровностям образуется контакт ювенильных поверхностей с прочной адгезионной связью. Если такая связь достаточно высока, то обтекание деформируемым материалом прекращается и перед микронеровностями, связанными адгезионной связью, образуется зона заторможенного металла. В зоне контакта возникает напряженное состояние.

В целом под абразивным изнашиванием большинство авторов понимают разрушение поверхности материалов (деталей) резанием или царапанием твердыми абразивными частицами. В этом случае резание — это процесс удаления некоторого объема материала при однократном действии абразивной час. тицы, а царапание — процесс, полностью или частично включающий передеформирование материала с последующим его разрушением в результате усталостных явлений, т. е. процесс, происходящий при многократном воздействии абразивных частиц. Однако это определение не полностью отражает сущность явления. Так, абразивная частица, внедряемая в материал под действием нормальной силы, не производит ни резания, ни царапания его поверхности. Тем не менее разрушение материала все-таки происходит.

представляют собой соответственно силу нормального давления и силу нормальной реакции. 3. Трение качения возникает при перекатывании одной поверхности по другой. На фиг. 2 показано круглое тело /, находящееся под действием нормальной силы P"IZ и вращающего момента М\2- Если бы между телами У и 2 не действовала сила трения F сцепления, то центр О был бы неподвижен и вокруг него вращалось бы тело 1. Но если сила трения F действует, то происходит перекатывание и возникает момент Мк пары сил сопротивления, называемый моментом пары сил трения качения. Такая пара сил может быть, например, представлена в виде силы FKt приложенной к центру О, и равной ей, но противоположно направленной силы —FK, приложенной в точке касания тел / и 2. Для перекатывания без скольжения сила FK должна быть меньше силы сцепления (трения скольжения) F. Сила трения качения может быть определена из соотношения

где Ki(c, ) —функция влияния (функция Грина), показывает перемещение точки С(х=с) в направлении оси у под действием нормальной единичной силы, приложенной в сечении х=\ (рис. 1.4, б).

Механические свойства. Фрикционная накладка в узле трения работает в условиях сложного напряженного состояния. Под действием нормальной нагрузки она прижимается к поверхности контактирующего с ней металлического контрэлемента. Напряжение сжатия ориентировочно может быть принято равным нормальному давлению ра. Возникающая при работе сила трения вызывает в накладке растягивающие напряжения и напряжения среза. Напряжение среза в первом приближении может быть определено как произведение коэффициента трения / на давление ра- При оценке напряжений в накладке необходимо учитывать трение накладки с металлической подложкой (колодка, диск и т. п.), к которой она прикреплена с помощью заклепок. Наличие заклепок и трение на обратной стороне фрикционной накладки приводят к некоторому снижению напряжений при растяжении и срезе.