Деформированной поверхности

При нагреве до сравнительно низких температур (обычно ниже 0,2—0,3 Тпл *) начинается процесс возврата, под которым понимают повышение структурного совершенства наклепанного металла в результате уменьшения плотности дефектов строения, однако при этом еще не наблюдается заметных изменений структуры, видимой в световом микроскопе, по сравнению с деформированным состоянием. В процессе возврата различают две стадии. При более низких температурах (ниже 0,2Тпл) протекает собственно первая стадия возврата, когда происходит уменьшение точечных дефектов (вакансий) и небольшая перегруппировка дислокаций без образования новых субграниц.

- действующими нагрузками (внутренними или внешними), то есть напряженно-деформированным состоянием конструктивных элементов.

Надежность сварных соединений определяется напряженно-деформированным состоянием, свойствами основного металла и сварочных материалов, а также условиями работы. Отсюда следуют основные направления повышения работоспособности сварных соединений [93, 94 и др.]:

Рассмотрим случай, когда нагрузки являются «мертвыми», т. е. их компоненты в декартовых осях остаются неизменными. Тогда в связанных осях {е/0}, например, вектор P0('> = L°P*<''\ где L° — матрица перехода от базиса {i/} к базису {е/0}; Px(i) — вектор, компоненты которого равны РХ}} • При переходе к базису {е/}, связанному с деформированным состоянием стержня, имеем

ф 3.3. Так как статическим напряженно-деформированным состоянием можно пренебречь, то в уравнениях малых колебаний, например в уравнениях (3.38), (3.39), следует положить Qic = 0, Mto=Q. Рассмотрим более подробно правые части уравнений (3.38) и (3.39), в которые войдут сосредоточенные силы инерции. В данном примере никакие другие силы, кроме сосредоточенных сил инерции масс т\ и /и2, на стержень не действуют, поэтому

(2) метод, предполагающий, что прочности слоя SiZ2T, «S;22C и 5ц28 определяются максимальным напряженно-деформированным состоянием в точке матрицы (или волокна), согласно некоторому удобному критерию разрушения [1—3, 43, 66]. В качестве критерия разрушения наиболее широко используется принцип максимума рассеяния энергии. Наибольшие напряжение и деформация в точке матрицы (или волокна) находятся на основе развитых вычислительных методов, например методов конечных разностей [71, 1 — 3], коллокащш [46] или конечных элементов [22-24, 41, 67, 45].

Расчетная оценка термопрочности тур'бинного диска [4] из сплава ХН77ТЮР на основании экспериментальных данных, характеризующих прочность материала при циклическом неизотермическом нагружении, показала, что и при эксплуатационных режимах влияние циклических пластических деформаций на его долговечность является определяющим, причем обнаружено, что .малоцикловая усталость (JVP=2800' цикл) определяется напряженным и деформированным состоянием в ступице диска. Весьма часто термическая яагруженность конструктивных элементов проявляется в чистом виде за счет воздействия только циклических теплосмен. Например, нестационарные температурные поля, возникающие при .многократных пусках и остановах газотурбинных установок, вызывают в сопловых лопатках высокие уровни термических напряжений и нео'братимые накопления циклических пластических деформаций [49]. Наряду с этим при теплоеменах обнаружена опасная особенность поведения материала в виде необратимого и часто существенного формоизменения, даже при отсутствии механической нагрузки [15, 80]. Анализ расчетных данных для сопловой лопатки ГТД [49] при тепловом режиме (705=fc9000 С), моделирующем реальные эксплуатационные условия, показывает, что в момент выхода на стационарный режим материал лопатки подвергается значительным упругопластическим деформациям (Де = 0,5%); при этом в обеих кромках лопатки возникают пластические зоны сжатия, а на вогнутой стороне профиля лопатки — пластическая зона растяжения, причем и в последнем случае величина упругопластической деформации значительная.

создать такую структуру материала, Ё Котором было бы согласб* вано поле напряжений и поле сопротивления. Поле напряжения определяется напряженно-деформированным состоянием, возникающим в материале изделия и зависит от вида конструкции и внешних силовых факторов. Поле сопротивления характеризуется предельными значениями физико-механических параметров, определенных в различных структурных направлениях материала. Конструкция, в которой поле сопротивления материала наиболее полно соответствует полю напряжений, обладает наивысшей технико-экономической эффективностью. Поле сопротивления композиционных материалов в значительной степени зависит от структуры материала.

Изоентаты. Изоентата — линия, соединяющая концы трещин в хрупком покрытии при данной величине нагрузки. Первоначально это слово означало «линия равного сопротивления» или «линия равной деформации». Однако при дальнейшем изучении характера разрушения хрупких покрытий выяснилось, что они разрушаются не в соответствии с наибольшими главными деформациями, так что линии, соединяющие концы трещин, сложным образом связаны с деформированным состоянием исследуемого образца, на который нанесено покрытие. Поэтому слово «изоентата» как «линия равной деформации» утратило смысл, и его следует понимать лишь как название линии, соединяющей концы трещин в хрупком покрытии.

При обосновании прочности и ресурса элементов конструкций важное место занимают исследования сопротивления материалов хрупкому и циклическому нагружению на стадиях возникновения и развития трещин. Получение данных о скоростях развития и критических размерах трещин в связи с напряженно-деформированным состоянием, характеристиками материала, температурой и другими эксплуатационными параметрами позволяет надежно оценить живучесть конструкции и в ряде случаев, при наличии соответствующего контроля по состоянию, существенно увеличить срок службы элементов конструкций.

Условия распространения трещины определяются напряженно-деформированным состоянием в области перемещающейся вершины разрыва и динамическими значениями вязкости разрушения материала. В отличие от высокопрочных сталей, для трубного металла обычной и средней прочности характерно скачкообразное уменьшение сопротивления распространению разрушения при переходе от вязкого (по внешнему виду) разрушения к хрупкому. Это приводит к существенному увеличению скоростей распространения хрупких трещин по сравнению с вязкими разрывами. В результате скорость распространения хрупкого разрушения обычно превышает скорость волны декомпрессии, снижающей давление в газопроводе. Вследствие этого теоретически разрушение может распространяться неограни-

3. Из приведенных асимптотических формул видно, что при уменьшении расстояния от конца трещины напряжения неограниченно растут и при г = 0 "равны бесконечности". Но задолго до "бесконечности" перестает быть справедливым закон Гука и вступают в силу нелинейные зависимости между напряжениями и деформациями - развивается интенсивная пластическая деформация, а напряжения оказываются ограниченными. Но не только в этом причина ограниченности напряжений. При точном решении задачи теории упругости напряжения также будут ограниченными по величине даже в идеально упругом теле, когда линейный закон Гука справедлив для малых объемов непосредственно у поверхности разреза. Дело в том, что в математическом решении, из которого затем были получены асимптотические формулы для напряжений, граничные условия относились не к деформированной поверхности разреза, а сносились на ось х. У конца трещины в результате деформации возникают значительные изменения углов наклона свободных поверхностей (велики градиенты перемещений). Точная постановка задачи теории упругости требует соблюдения граничных условий на текущей поверхности разреза, т. е. на той, которая получается при деформации тела внешними нагрузками. При этом задача становится нелинейной и сложной. Образующийся в конце разреза малый, но конечный радиус кривизны, возрастает с ростом величины внешних нагрузок и обеспечивает ограниченные (хотя и большие) напряжения.

и колесо. Колесо несколько, «сплющивается», что в увеличенном размере показано на рис. 103. Пунктиром обозначен нижний обод колеса при отсутствии его деформации.«Силы FI и F2 являются равнодействующими сил, приложенных к деформированному колесу со стороны участков деформированной поверхности впереди вертикальной линии и позади нее. Полная сила, действующая на колесо, равна FI -f- F2, а момент сил относительно оси колеса равен сумме моментов сил FI и F2. Момент силы FI стремится увеличить скорость вращения колеса, а момент силы F2 — уменьшить ее. При абсолютно упругой деформации вся картина сил симметрична относительно вертикальной линии, проходящей через ось колеса. Следовательно, моменты сил FI и FZ взаимно компенсируются, а суммарная сила FI + -+- F2 проходит через центр колеса и имеет лишь вертикальную составляющую, которая уравновешивает его силу тяжести (и всего, что на него опирается) . Никакой горизонтальной силы нет. Следовательно, не возникает и сила трения качения.

Величина, стоящая в правой части равенства (2.111) в прямых скобках, представляет собой гауссову кривизну деформированной поверхности пластины (см § 19).

Так как эта оболочка не является тонкой, в расчете дополнительно были учтены деформации поперечного сдвига по схеме С. П. Тимошенко, т. е. предполагалось, что элемент, до деформации нормальный к срединной поверхности оболочки, остается после деформации прямолинейным, но составляет с нормалью к деформированной поверхности угол сдвига

Вектор нормали к деформированной поверхности

рую квадратичные формы деформированной поверхности f Л*, В*, Х+, т+, r+, r, удовлетворяли уравнениям. Кодацци— Гаусса.

Именно таким образом условия совместности деформации были получены А. Л. Гольденвейзером [291. Однако при выводе нельзя использовать условия Кодацци — Гаусса в форме (4.50), (4.51), так как они записаны для частного случая ортогрнальной координатной сети, линии же а, р\ на деформированной поверхности не ортогональны. .:•,-.

Направления усилий Т, S на границах элемента согласованы с направлениями координатных линий на деформированной поверхности, а их интенсивности отнесены к размерам элемента в исходном состоянии.

где ti и tt — единичные векторы, касательные к координатным линиям на деформированной поверхности.

Вид деформированной поверхности оболочки показан на рис. 8.6, а.

При циклическом нагружении сплавов потенциал после первоначального всплеска с ростом числа циклов несколько облагораживается, плавно уменьшаясь по абсолютной величине (участок II), принимая спустя некоторое время установившееся значение и стабилизируясь в более отрицательной области 111 по сравнению с потенциалом ненагруженного образца. Очевидно, наряду с термодинамической активацией образца в данном случае немаловажную роль играет повышение электрохимической гетерогенности металла в ходе усталостного нагружения вследствие интенсивного накопления в его объеме повреждений, скопления вакансий и дислокаций, выхода их на поверхность, формирования грубых полос скольжения и зарождения усталостных трещин. Указанные процессы сопровождаются образованием новых поверхностей, несколько нарушающих сплошность пленок, разблагораживанием потенциала, возникновением менее совершенных защитных пленок на деформированной поверхности, в результате чего электродный потенциал удерживается в более отрицательной области.