Деформации электрода

х(0=*Ст(<)+*дин(0, (Ч) гдехст (t) — статическая составляющая деформации чувствительного элемента; *дин(0 — динамическая поправка. Статистическая составляющая деформации зависит от отношения ударного ускорения к собственной частоте датчика, а динамическая поправка — от отношения времени нарастания максимального ударного ускорения к собственной частоте датчика. При этом динамическая поправка может иметь положительное и отрицательное значения. Это означает, что при регистрации ударных процессов измеренное значение ударного ускорения может быть как завышенным, так и заниженным по сравнению с истинным значением ударного ускорения. Кроме того, динамическая поправка тем меньше, чем меньше отношение времени нарастания максимального ударного ускорения к собственной частоте датчика. Динамическая поправка определяет

Для оценки динамической поправки удобнее применять относительную динамическую поправку, которая одновременно является и относительной погрешностью датчика и представляет собой отношение максимальных значений динамической поправки и статической составляющей деформации чувствительного элемента:

с отработкой конструкции датчика В заданном диапазоне измеряемых параметров удара. Большая часть датчиков позволяет определить максимальные контактную силу или ударное ускорение, а в некоторых случаях— направление приложения нагрузки. При расшифровке показаний датчика измеряют пластическую деформацию чувствительного элемента и определяют по ней действовавшие при ударе максимальные силы или ударные ускорения. Упругие деформации чувствительного элемента являются систематической ошибкой измерения датчика. Нелинейная зависимость между деформацией чувствительного элемента И измеряемыми параметрами существенно усложняет расшифровку по--казаний датчика и влияет на точность измерений. Для упрощения расшифровки показаний, повышения точности измерения и расширения информативности показаний целесообразно использовать датчики с линейной силовой характеристикой. Линейность зависимости между контактной силой и деформацией достигают путем выбора соответствующей конфигурации чувствительного элемента. Это дает ряд преимуществ. Во-первых, датчик позволяет измерять максимальные контактную силу, ударное ускорение и резкость, начальную скорость соударения, а также оценивать кинетическую энергию тела в случае, когда длительность ударного процесса больше времени движения инерционного элемента на пути разгона. Во-вторых, при помощи датчика можно измерять импульс ударного ускорения, когда длительность ударного процесса меньше времени движения инерционного элемента на пути разгона. В-третьих, отработка и метрологическая аттестация датчика просты, если учесть, что на инерционный элемент датчика при соударении действует ударный импульс, передний фронт которого изменяется во времени по полусинусоидальному закону, а время достижения максимальной деформации — величина постоянная для выбранной конструкции датчика. В-четвертых, можно теоретически рассчитать основные характеристики и определить соответствующие конструктивные размеры такого датчика для

Зависимость основных измеряемых параметров от максимальной упруго-пластической деформации чувствительного элемента датчика с линейной силовой характеристикой определяют следующие соотношения:

где Рщах — максимальная контактная сила; х — коэффициент пропорциональности между контактной силой и деформацией при ударе, зависящей от физико-механических свойств материала и конфигурации чувствительного элемента датчика; т — масса инерционного элемента; ?0 — кинетическая энергия инерционного элемента при ударе. Как видно из приведенных соотношений, измеряемые параметры удара и время достижения максимальной упрутопластической деформации чувствительного элемента однозначно зависят от коэффициента пропорциональности "л и массы т инерционного элемента. Это позволяет изменять чувствительность датчика к измеряемым параметрам в зависимости от предъявляемых требований, устанавливать предельные значения измеряемых величия и, как следствие, — основные требования к конструкции датчика, а именно: максимальную контактную силу, при которой сохраняется линейная силовая характеристика датчика, необходимую при этом максимальную упругопластическую деформацию чувствительного элемента, массу инерционного элемента. Этих данных достаточно для расчета конструкции датчика. Принцип действия такого датчика заключается в следующем. При

соударении исследуемого объекта инерционный элемент массой m разгоняется под действием сил инерции до начальной скорости соударения v0. Кинетическая энергия ?0> приобретенная инерционным элементом на пути разгона, гасится вследствие деформирования чувствительного элемента. Возникающая в зоне контакта сила уравновешивается силой сопротивления деформированию чувствительного элемента. Линейность силовой характеристики датчика обеспечивается при деформировании профилированного участка чувствительного элемента. Когда деформация распространяется за пределы профилированного участка, линейность силовой характеристики нарушается. Конфигурация профилированного участка чувствительного элемента определяется соотношением, связывающим диаметр сечения профилированного участка и высоту сечения. Расшифровку показаний датчика производят по остаточной, т. е. максимальной, пластической деформации чувствительного элемента. Однако расчетные характеристики датчика определяют по максимальной упруго-пластической деформации. Очевидно, что чем меньше предел текучести материала чувствительного элемента, тем меньше доля упругой деформации в общей деформации чувствительного элемента.

где п — число активных плеч в тензо-метрическом мосте; 8Т — величина деформации чувствительного элемента; ? — измеряемая деформация. v В табл. 20 коэффициенты преобразования выражены через геометрические размеры упругих элементов различных конфигураций (схем).

паратуры. Для высококачественного тензоусилителя минимальная разрешающая способность по относительной деформации emin составляет примерно 2-1(Г5, а по напряжению AC/min = Ю~4 В [2]. Рабочая частота /раб при введении демпфирования может составлять 0,4/0. Максимальная величина относительной деформации чувствительного элемента в пределах упругих деформаций не

Принцип действия дифманометра ДМ основан на использовании деформации чувствительного элемента — мембранного блока при воздействии на него разности давлений. Импульсы подводятся в нижнюю (плюсовую) и верхнюю

2. Тензочувствительный элемент закреплен на детали с помощью связующего так, что его деформация определяется деформацией детали, однако связующее не полностью передает деформацию. Приближенно принимается, что в рабочем диапазоне отношение деформации чувствительного элемента к деформации детали не зависит от величины деформации и равно коэффициенту передачи деформации К = еч/ед, где е, — деформация чувствительного элемента тензорезистора; ед —, деформация детали.

деформации и температурная характеристика не зависит от деформации чувствительного элемента, то эта начальная деформация не влияет на результаты эксперимента. В общем же случае, который мы рассматриваем, необходимо учитывать влияние этой деформации, поэтому будем считать, что деформация, воздействуя на тензорезистор, состоит из двух слагаемых — измеряемой еи и начальной ен:

При способах сварки лежачим и наклонным электродами также применяют специальные электроды, расплавление покрытия которых, образуя козырок определенных размеров, предупреждает короткое замыкание дуги. Повышение производительности труда достигается за счет того, что один сварщик одновременно обслуживает несколько дуг. Лежачим электродом (рис. 22, а) сваривают стыковые и нахлесточные соединения и угловые швы на стали толщиной 0,5—6 мм. Используют электроды диаметром 2,5—8 мм и длиной до 2000 мм. Электрод укладывают на стык, подлежащий сварке, и накрывают сверху массивным медным бруском, изолированным бумагой от изделия, для предупреждения возможного обрыва дуги из-за деформации электрода при его распдав-

6. Влияние деформации электрода на растворение железа и стали в кислых электролитах.............. 107

i'K — катодный ток (обратная полуреакция). Отсюда видно, что при растворении металла от механического воздействия зависит только анодный ток, а катодный (скорость обратной полуреакции) — не зависит, хотя в потендиостатическом режиме (ф = const) деформация влияет на величины сродства а, А = ar\zF и (ЗЛ = $цгР обеих реакций (константа &2 обратной полуреакции определяется разностью стандартных химических потенциалов активированного комплекса и иона в электролите [18], которые от деформации электрода не зависят). ,,

Лишь в частном случае при а = 1, (J = 0 в линейной области сопротивление не изменяется под влиянием механохимического эффекта (здесь, как и выше, не рассматривается роль механического нарушения сплошности окисных и других поверхностных пленок на металле). Действительно, в этом случае вблизи равновесия имеем i0 = kzc. Тогда R = blk^c, т. е. не зависит от стандартного потенциала ср° (или ср0 при постоянной концентрации с) и, следовательно, от деформации электрода.

6. ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕКТРОДА НА РАСТВОРЕНИЕ ЖЕЛЕЗА И СТАЛИ В КИСЛЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ

Возможность практического использования полученного соотношения для определения деформационного изменения тока коррозии обосновывается так же," как и в известном методе снятия реальных поляризационных кривых для определения скорости коррозии металла на основе кинетической теории коррозии: идеальные поляризационные кривые, определяющие стационарный потенциал и ток коррозии, рассматриваются как продолжение тафелевских участков реальных поляризационных кривых. Это, очевидно, справедливо для электрохимически «гомогенной» поверхности, но также может быть принято для технических металлов (железа, никеля, свинца и Др.), поскольку наблюдалось удовлетворительное совпадение результатов, полученных измерением скорости коррозии непосредственно по убыли массы и расчетом по поляризационным кривым [54]. На рис. 59 реальные поляризационные кривые показаны сплошными линиями. Для практического расчета скорости коррозии в формулу (232) следует подставлять величины сдвигов потенциалов, определенные сечением реальных анодных и катодных поляризационных кривых для произвольно выбранного значения плотности тока гальваностатической поляризации в пределах тафелевских участков. , Из соотношения (229) видно, что изменение стационарного {Потенциала вследствие деформации электрода не является однозначной функцией термодинамического состояния металла (обу-;словливающего анодное поведение) из-за участия катодного про-щесса. Поэтому _выявление взаимосвязи напряженного состояния металла и его электрохимических свойств должно проводиться только в условиях внешней поляризации до значений потенциала, обеспечивающих преимущественное протекание реакции анодного растворения (т. е. в области тафелевского участка анодной поляризационной кривой). Измеренные таким способом значения потенциала при гальваностатической поляризации или плотности тока при потенциостатической поляризации могут использоваться для

iK — катодный ток (обратная полуреакция). Отсюда следует, что при растворении металла от механического / воздействия зависит только анодный ток, а катодный ток (ско- In рость обратной полуреакции) не зависит, хотя в потенциостати- г ческом режиме (ср == const) деформация влияет на величины сродства аЛ = arzF и рЛ = $цгР обеих реакций (константа &2 обратной полуреакции определяется разностью стандартных химических потенциалов активированного комплекса и иона в электролите [20], которые от деформации электрода не зависят).

не рассматривается роль механического нарушения сплошности окисных и других поверхностных пленок на металле). Действительно, в этом случае вблизи равновесия имеем г'0 = k2c. Тогда R = blk^c, т. е. не зависит от стандартного потенциала ф° (или <р0 при постоянной концентрации с) и, следовательно, от деформации электрода.

Влияние деформации на катодную поляризационную кривую выделения водорода для стали 1Х18Н9Т аналогично отмеченному выше для стали 20: деформация на стадии деформационного упрочнения ускоряет катодную реакцию (на стадии динамического возврата наблюдалось ослабление этого влияния, как и в случае анодной поляризации). Объясняется это, по-видимому, зависимостью скорости разряда ионов водорода и рекомбинации адсорбированных атомов от работы выхода электрона и адсорбционных свойств поверхности металла в связи с влиянием деформации электрода на эти свойства. Однако возможно, что наблюдаемое изменение катодной поляризации связано с пространственным перераспределением анодных и катодных реакций вследствие стремления к локализации анодного растворения пластически деформированного электрода, как это рассмотрено в гл. IV.

6. ВЛИЯНИЕ ДЕФОРМАЦИИ ЭЛЕКТРОДА

Из соотношения (248) следует, что изменение стационарного потенциала вследствие деформации электрода не является однозначной функцией термодинамического состояния металла (обусловливающего анодное поведение) из-за участия катодного процесса.