Действием периодически

Ультразвуковая сварка относится к процессам, в которых используют давление, нагрев и взаимное трение свариваемых поверхностей. Силы трения возникают в результате действия на заготовки, сжатые осевой силой Р, механических колебаний с ультразвуковой частотой. Для получения механических колебаний высокой частоты используют магнитострикционный эффект, основанный на изменении размеров некоторых материалов под действием переменного магнитного поля. Изменения размеров магнитострикционных материалов очень незначительны, поэтому для увеличения амплитуды и концентрации энергии колебаний и для передачи механических колебаний к месту сварки используют волноводы, в большинстве случаев сужающейся формы.

неразъемное соединение образуется при совместном воздействии на свариваемые детали механических колебаний высокой (ультразвуковой) частоты и относительно небольших сдавливающих усилий Сварка осуществляется в результате взаимного трения свариваемых поверхностей, нагрева и давления. Силы трения возникают при действии на заготовки, сжатые осевой силой, механических колебаний ультразвуковой частоты (20—30 кГц)., Для получения такой частоты используют магнитострикционный эффект, заключающийся •в изменении размеров некоторых металлов, сплавов и керамических . материалов под действием переменного магнитного поля.

Блуждающими токами называют токи утечки из электрических цепей или любые токи, попадающие в землю от внешних источников. Попадая в металлические конструкции, они вызывают коррозию в местах выхода из металла в почву или воду. Обычно природные токи в земле не опасны в коррозионном отношении — они слишком малы и действуют кратковременно. Переменный ток вызывает меньшие разрушения, чем постоянный, а токи высокой частоты обусловливают большие разрушения, чем токи низкой частоты. По данным Джонса [1], возрастание коррозии углеродистой стали в 0,1 н. NaCl, вызванное токами частотой 60 Гц и плотностью 300 А/м2, незначительно, если раствор аэрирован, и в несколько раз выше (хотя и относительно низкое) в деаэрированном растворе. Возможно, в аэрированном растворе скорости обратимых или частично обратимых анодной и катодной реакций симметричны по отношению к наложенному переменному потенциалу, а в деаэрированном они несимметричны, главным образом вследствие реакции выделения водорода. Подсчитано, что коррозия стали, свинца или меди в распространенных коррозионных средах под действием переменного тока частотой 60 Гц не превышает 1 % от разрушений, вызванных постоянным током той же силы [2, 3].

Влияние несимметричности реакций (фарадеевское выпрямление) наблюдается особенно часто при вызываемой переменным током коррозии пассивных металлов (в основном, по определению 1 в гл. 5). Показано, что нержавеющие стали корродируют под действием переменного тока [4], алюминий в разбавленных растворах соли разрушается при 15 А/м2 на 5 %, а при 100 А/м2 на 31 % по отношению к разрушениям, вызванным при 100 А/м2 постоянным током той же силы. Феллер и Рукерт [4 ] изучали воздействие наложения переменного тока (1 В, 54 Гц) на постоянный на никель в 1 н. H2SO4. Оказалось, что на потенцио-статических поляризационных кривых полностью исчезла пассивная область, а высокая плотность анодного тока сохранялась во всей области положительных потенциалов. Чин и Фу [5] отметили аналогичное поведение мягкой стали в 0,5/п Na2S04 при рН = 7. Плотность пассивирующего тока возрастала с повышением плотности наложенного переменного тока, достигая при плотности тока 2000 А/м2 и частоте 60 Гц критического значения (отсутствие пассивной области). Они нашли также, что при плотности переменного тока 500 А/м2 потенциал коррозии снижался на несколько десятых вольта, одновременно в отрицательную сторону сдвигалась и область Фладе-потенциала, но

Одной из основных трудностей, с которой связано осаждение иридия, является приготовление электролита. В связи с этим большой интерес представляет процесс растворения иридия под действием переменного тока. Определялась растворимость иридия в соляной, серной и сульфаминовой кислотах под воздействием переменного тока. Оптимальные условия растворения иридия следующие: 182,5 г/л соляной или 245 г/л серной кислоты; температура электролита 20—25 °С, переменный ток 20 — 40 А/дм! Выход иридия по току в сернокислых растворах 2,5—3 %, в хлоридных — 3—5 %. Было обнаружено, что в сульфаминовом электролите с повышением температуры растворимость иридия уменьшается; повышение же концентрации сульфаминовой кислоты при плотности тока до 50 А/дм 2 увеличивает растворимость иридия. Оптимальный вариант растворения иридия в сульфаминовой кислоте следующий (г/л): берется 97,0—145,5 г/л сульфаминовой кислоты при температуре раствора 18—20 "С и плотности тока 25 А/дм2, тогда выход иридия по току 3—5 %.

Микротрон — циклический ускоритель с переменной кратностью ускорения. В микротроне частицы движутся в постоянном и однородном магнитном поле. Ускорение происходит под действием переменного электрического поля постоянной частоты. Электроны1,, находящиеся в вакуумной кам«ре, •движутся по орбитам — окружностям, имеющим общую точку касания, В

Эффект вихревых токов, индуцируемых в изделии под действием переменного тока в катушке, расположенной вблизи изделия, проявляется в их взаимодействии с внешним (стационарным или импульсным) магнитным полем, получаемым с помощью постоянного магнита или электромагнита. Иногда источником внешнего магнитного поля является катушка, наводящая вихревые токи. Обратный эффект проявляется в возникновении вихревых токов в изделии в результате колебания элементов изделия в постоянном магнитном поле и в возбуждении вихревыми токами индукционной ЭДС в катушке, расположенной вблизи изделия.

Коррозия в сочетании с действием переменного напряжения может привести к коррозионной усталости материала. Такие элементы машин, как гребные винты судов, металлические канаты, рессоры, элементы гидронасосов часто подвергаются коррозионной усталости.

ца в продольном направлении под действием текущего по нему постоянного тока. В [33] установлено, что продольный гистерезис в ферромагнитных материалах уничтожается не только переменным, но и постоянным током. Удалось установить [34], что критическая сила постоянного тока всегда больше критической силы переменного (критической называют в данном случае ту силу тока, при которой исчезает продольный гистерезис). Этот на первый взгляд кажущийся неверным вывод удалось объяснить в работе [31]. При этом было указано, что квазистатический механизм изменения магнитных свойств в продольном направлении приводит к тому, что критическая амплитуда переменного тока меньше критической силы постоянного тока. Этот же метод применил Спунер [43] при объяснении изменения магнитных свойств в продольном направлении под действием переменного поля. Об уничтожении гистерезиса постоянным поперечным полем ему, по-видимому, не было известно. Следует заметить, что здесь снова имеет место суперпозиция взаимно перпендикулярных полей. Причем в данном случае полем Ну является магнитное поле тока, перпендикулярное оси проволоки, поле Нх направлено вдоль оси проволоки.

3. Оболочка под действием переменного по длине давления р (х) = petj (x). В этом случае, задавшись функцией Рг (x) в виде одночлена, из условия A3 = О можно найти собственные значения нагрузки Р:

действием переменного момента

Зуб колеса (рис. 9.2, б) под действием периодически действующей на него силы нормального давления N испытывает в опасном сечении (у основания) напряжения изгиба и сжатия, изменяющиеся по пульсирующему циклу.

под действием периодически меняющихся (циклических) напряжений носит название усталости материала. Характер разрушения. Поверхность усталостного излома имеет две характерные области (рис. 2.49). Первая область (А) является зоной возникновения и постепенного развития первоначальной трещины при работе детали, вторая (Б) — зоной мгновенного разрушения, вызванного чрезмерным ослаблением нагруженного сечения. Развитие начальной трещины вглубь детали идет, обычно незаметно, в связи с чем последующее доламывание ослабленного

Наука о сопротивлении материалов разрушению под действием периодически изменяющихся напряжений возникла и развивается уже более ста двадцати лет. За это время накоплено большое количество сведений о природе усталости металлов и влиянии различных конструктивных, технологических, структурных и других факторов на процесс разрушения при разных видах и схемах циклического деформирования. В развитие этой науки внесли большой вклад советские ученые Н. Н. Давиденков, И. А. Одинг, С. В. Серенсен, И. В. Кудрявцев, Н. Н. Афанасьев, Я. Б. Фридман, В. В. Болотин, В. С. Иванова, С. И. Кишкина, В. Т. Трощенко, Л. М. Школьник и др.

Заметим, что под установившимся режимом движения машинного агрегата обычно имеют в виду периодическое движение, так как в большинстве практически важных случаев приходится иметь дело с агрегатами, находящимися под действием периодически меняющихся сил. Характер же сил, действующих на поезд, определяется в основном формой профиля, который лишь в весьма частных случаях может меняться периодически. Поэтому поезд представляет пример машинного агрегата, установившийся режим движения которого в самом общем случае любого криволинейного

Основываясь на принципе суперпозиции, можно описанным способом решить задачу об установившихся колебаниях, которые возникают под действием периодически меняющихся моментов Mt (t). Этот момент можно разложить в ряд

Для того чтобы определить ускорение вынужденного колебательного движения ролика в период свободного хода (ак), напишем дифференциальное уравнение колебательного движения ролика. При этом предположим, что ролик не имеет контакта со звездочкой и находится только под действием периодически изменяющихся сил (силы веса ролика, силы нормального давления N2. и силы трения сцепления в контакте обоймы). Действие этих сил вызывает вынужденные колебания ролика с пружиной. Угол между направлением линии действия силы веса ролика и направлением пружины обозначим через ф (рис. 73), который при равномерном вращении звездочки изменяется по закону Ф = о»!/. Незначительной величиной веса пружины и прижима пренебрегаем. Жесткость пружины обозначим через с. За ось Z принимаем ось, проведенную в направлении действия пружины. Тогда сила упругости пружины будет равна cZ и дифференциальное уравнение колебательного движения ролика без учета демпфирующего влияния смазки и сил трения в направляющих прижимах, напишем

Если отдельная лопатка постоянного сечения колеблется под действием периодически меняющегося усилия ц cos рт, равномерно распределенного по длине лопатки, то максимальное напряжение в корневом сечении лопатки при резонансе составляет [20]

Помимо вибрации на частоте вибрирования интенсивные колебания вибрационных машин наблюдаются, как правило, во всем нормируемом для защиты от шума диапазоне частот. Появление широкополосного спектра колебаний связано с ударными процессами, практически всегда возникающими при работе машин. Даже при жестком соединении между собой основных элементов машины остаются такие ис* точники ударов, как подшипники качения, зубчатые передачи, шарнирные сочленения отдельных узлов. В подшипниках качения при перекатывании происходят соударения тел качения о кольца и сепаратор, в зубчатых передачах — удары зубьев. Ширина спектра интенсивно возбуждаемых колебаний при ударе Д/ « 1/т, где т — продолжительность удара. Продолжительность соударений металлических частей машин составляет около 0,1 мс. Поэтому полоса частот колебаний Д/ = 10 кГц. До частоты /о = 0,45/т октавный спектр уровней вибрации под действием периодически следующих ударов близок к постоянному, а при частотах / > /0 вследствие виброизолирующего действия местного смятия соударяющихся частей происходит сниже нне уровня вибрации и равное ему снижение уровня звуковой мощности [7]

Специальный интерес представляет рассмотрение модели системы при собственно неустойчивом процессе резания, т. е. при образовании элементной или суставчатой стружки, а также при формировании периодически срывающегося нароста. Условия, в частности режимы резания (скорость резания, толщина срезаемого слоя), при которых эти явления возникают, могут быть определены из рассмотрения упругопласти-ческого деформирования как сложной системы взаимодействия деформации, напряжений и изменения свойств материала в процессе деформирования и теплообразования. Например, локализация деформирования стружки в тонком подповерхностном слое, как и локализация зоны сдвиговых деформаций материала заготовки при переходе в стружку (при суставчатой стружке), может быть объяснена локализацией высокой температуры в средней части пластически деформируемого слоя. Такая локализация получила название «температурного ножа». Разупрочнение материала в зоне высокой температуры приводит к дальнейшей локализации и резкому возрастанию сдвиговых деформаций. При этом сила резания уменьшается. Поскольку при резании деформируемый материал постоянно обновляется, описанный процесс периодически повторяется с частотой, увеличивающейся с ростом скорости резания. Периодическое изменение силы резания породило ошибочное представление о вынужденных колебаниях системы станка при возникновении периодичности стружкообразования. Более правильная модель системы представляется как взаимодействие автоколебательной системы стружкообразования и «пассивной» колебательной упругой системы станка. Колебания резца под действием периодически изменяющейся силы резании изменяют условия деформирования (объем деформируемого материала — толщину срезаемого слоя, скорость деформирования — скорость резания). При динамически жесткой упругой системе и небольшой амплитуде колебания силы резания, т. е. при небольшой ширине срезаемого слоя, влияние колебаний упругой системы будет незначительным. При этом колебания имеют характер вынужденных, частота которых возрастает с увеличением скорости резания. Так как амплитуды колебаний при этом малы, то практики считают такой режим обработки условно устойчивым. Если упругая система обладает меньшей динамической жесткостью или ширина срезаемого слоя увеличена, то колебания резца настолько существенно влияют на стружкообразование, что подчиняют себе формирование наростов или элементов стружки, а следовательно, и колебания силы резания. Эти колебания происходят с частотой, близкой к собственной частоте колебаний упругой системы и не меняющейся с изменением скорости резания. Амплитуда колебаний силы резания и соответственно размер нароста или элемента стружки изменяются в зависимости от скорости резания. Наибольшего значения амплитуда колебаний силы резания, а соответственно и колебаний резца

Вынужденные колебания происходят в упругой системе под действием периодически изменяющихся во времени внешних сил, не зависящих от колебаний системы. В отличие от собственных, вынужденные колебания не затухают, несмотря на наличие сил трения. Это связано с тем, что система получает энергию со стороны возмущающих воздействий, которая расходуется на преодоление имеющегося сопротивления.